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圆锥曲线离心率全“求”通

2019-11-25谢慧芬

数理化解题研究 2019年31期
关键词:长轴焦距直角三角形

谢慧芬

(江西省赣州市赣县第三中学 341100)

由于离心率涉及圆锥曲线较多的基本量、方程与曲线问题等,所以相对比较复杂,学生常常感到难以下手,不好把握,求解时也经常出错.下面就通过高考题和模拟题的分析、求解,总结出几种常见求法,大凡求椭圆离心率问题,用这些方法都能“求”通.

一、通过定义法求解

分析先设出AB的长,可知AB就是椭圆的焦距,然后用它表示出三角形其余的两边,再依据椭圆定义求出椭圆的长轴长,即可利用离心率定义求得椭圆的离心率.

解析设AB=2c,因为AB=BC,所以BC=2c.

由余弦定理得

点评利用椭圆离心率的定义求离心率,关键是求出焦距(也就是半焦距)和长轴长(也就是长半轴长),而求长轴长时,往往结合椭圆的定义.

二、借助方程法求解

例2 (广东卷)若一个椭圆长轴的长度、短轴的长度和焦距成等差数列,则该椭圆的离心率是( ).

解析设长轴长为2a,短轴长为2b,焦距为2c,

由题意,2a+2c=2×2b,∴a+c=2b,

即(a+c)2=4b2=4(a2-c2),

整理得5c2+2ac-3a2=0,即5e2+2e-3=0,

故选B.

点评方程法常用于已知或可以得到a,b,c,的关系式来求离心率的问题,解答的关键是把a,b,c的关系式转化为关于e的方程.

分析已知A,B的坐标,可以求出AB中点C的坐标,再代入椭圆方程即可得到关于a,b,c的方程,进而求得离心率.

点评已知点的坐标和点在椭圆上,自然而然地想到用代入法,直接建立起参数的方程关系,轻松求解,

三、采用几何法求解

求与过焦点的三角形有关的离心率,根据平面几何性质,再根据椭圆的几何性质以及定义,建立起参数之间的关系.通常画出图形,观察线段之间的关系,使问题更形象、直观,简单明了.

分析椭圆的一个短轴端点、焦点和坐标原点构成一个直角三角形,可在这个三角形中,利用三角函数求椭圆离心率.

因为∠F1BF2=120°,所以∠OBF1=60°.

故选B.

点评解答中所构造的△BOF1的三边长分别为椭圆的三个参数a,b,c,我们可以把这个三角形叫做椭圆的特征三角形,此时椭圆的离心率e=sin∠OBF1=cos∠OF1B.

分析因为BF⊥x轴,所以我们可以由左焦点F,右顶点A以及点B三个点构造一个直角三角形,可以在这个三角形中,运用几何关系求椭圆离心率.

点评本题是对解析几何与平面向量结合的考查,既体现了几何与向量的交汇,也体现了数形结合的巧妙应用.先构造直角三角形,然后直接由三角形中边的比列关系得出a,c关系,简捷、迅速.

数学中的求值问题,主要有两种方法,一是代入(解析式、公式等)求值;二是解方程求值.求圆锥曲线的离心率也不例外.明确了解答求值问题的通法,再解答求值问题时,就可以有的放矢.

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