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用几何图形的性质巧解圆锥曲线的离心率

2018-06-07陕西省商洛中学杨小勇

数学大世界 2018年12期
关键词:渐近线双曲线中点

陕西省商洛中学 杨小勇

圆锥曲线的离心率是历年高考的热点,求离心率的难点在于如何建立a,b,c 之间的等式,而复杂的代数计算不但费时,而且错误率高。早在必修2第二章《解析几何初步》开篇就指出,解析几何是利用代数方法来研究几何图形的性质的一门学科。所以,如果我们能更好地利用几何图形的性质,建立关系,将对解决离心率问题起到事半功倍的辅助作用。

一、巧用几何图形确定点的坐标,求解离心率

例1 (2015·新课标全国Ⅱ,11)已知A,B为双曲线E的左、右顶点,点M在E上,△ABM为等腰三角形,且顶角为120°,则E的离心率为( )

解析:设双曲线为如图,过M做MN⊥X轴于N,在Rt△MNB中,∠MBN=60°,则M点坐标为(2a,在双曲线上,代入有则a=b,为等轴双曲线,所以离心率e= ,故选D。

二、巧用几何图形建立方程,求离心率

例2 (2017新课标全国II,理15)已知双曲线C:(a>0,b>0)的右顶点为A,以A为圆心,b为半径作圆A,圆A与双曲线C的一条渐近线交于M、N两点。若∠MAN=60°,则C的离心率为________。

解析:如图所示,作AP⊥MN,圆A与双曲线C的一条渐近线交于M、N两点,则MN为双曲线的渐近线上的点,设渐近线的倾斜角为α,则在Rt△APO中,

例3 (2017课标III,理11)已知O为坐标原点,F是椭圆C:的左焦点,A,B分别为C的左、右顶点,P为C上一点,且PF⊥x轴。过点A的直线l与线段PF交于点M,与y轴交于点E。若直线BM经过OE的中点,则C的离心率为( )

解析:设OE的中点为N,则有△AFM∽△AOE,△BON∽△BFM,所以由OE=2ON

总之,解析几何中圆锥曲线的离心率问题,我们利用纯代数的计算来研究,不但计算麻烦,更易出错。用华罗庚教授的话来讲:“数形结合百般好,割裂分家万事休。”

[1]赵婷.“圆锥曲线与方程”单元教学设计研究[D].天水师范学院,2017.

[2]张海峰,赵滨.数形结合巧解双曲线的离心率两法[J].新课程导学,2016(14):5.

[3]王草野.圆锥曲线学习中存在的问题及对策研究[D].苏州大学,2014.

[4]侯德运.探究离心率的求解策略[J].数学学习与研究,2013(09):77.

[5]蒋明权.离心率求法“十注意”[J].第二课堂(高中),2010(07):51-57.

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