李連興
離心率是聯(lián)結(jié)圓錐曲線的多種幾何性質(zhì)的“核按鈕”,是高考考查的熱點.求圓錐曲線的離心率有以下四種常見方法.
解(1)由題設(shè)知,a2=b2+c2,e=,由點(1,e)在橢圓上,得
評注這類題一般都能夠根據(jù)已知條件直接解出a,c,從而求得e.
例2已知點P是雙曲線上一點,F(xiàn)1,F(xiàn)2分別是雙曲線的左、右焦點,且|PF1|=e|PF2|,則該雙曲線的離心率e的取值范圍為________.
解析很多同學(xué)感到疑惑的是,題目中看不出有明顯的能形成不等關(guān)系的量.我們看到有條件|PF1|=e|PF2|.可以嘗試用雙曲線的定義進行轉(zhuǎn)化.
由雙曲線的定義知|PF1|-|PF2|=2a,
此時,我們要用到一個關(guān)于雙曲線的比較重要的結(jié)論:|PF2|≥c-a.(可以畫個草圖,作出與F2相應(yīng)的準(zhǔn)線,則|PF2|的大小與P到準(zhǔn)線的距離成正比)
評注雙曲線上的點到同側(cè)焦點的距離的最小值是在頂點處取到的,這個結(jié)論看似簡單,實則非常重要,建立不等關(guān)系后,用到了二次不等式的知識,本文的第四部分會重點介紹建立齊次方程求解離心率的方法.
這類問題要畫出圖形并研究圖形的幾何特征.要將圖形的幾何特征分析清楚以便找出a,b,c的關(guān)系.如果幾何特征不能看清,則可能帶來繁瑣的計算.
例3在平面直角坐標(biāo)系中,已知橢圓,以O(shè)為圓心,a為半徑的圓,過點P作圓的兩切線互相垂直,則離心率e=________.
解析如圖1,切線PA,PB互相垂直,又OA⊥PA,OB⊥PB,所以四邊形OAPB是正方形,進而△OAP是等腰直角三角形,故,解得
圖1
點評此類題目應(yīng)通過畫圖分析幾何特征,注意圓、等邊三角形、菱形、正方形等特殊圖形中所蘊含的數(shù)量關(guān)系,找到解題突破口.
此類題目通常要根據(jù)條件(尤其要善于利用圓錐曲線的方程)列式,變形,最終得到關(guān)于a,c的齊次方程,解出,即e的值.
例4如圖2,在平面直角坐標(biāo)系xOy中,A1,A2,B1,B2為橢圓的四個頂點,F(xiàn)為其右焦點,直線A1B2與直線B1F相交于點T,線段OT與橢圓的交點M恰為線段OT的中點,則該橢圓的離心率為________.
圖2
解析直線A1B2的方程為:;直線B1F的方程為:
點評本題的關(guān)鍵是要根據(jù)點M在橢圓上,求出點M的坐標(biāo),代入橢圓方程,得到關(guān)于a,c的齊次方程,進而求出離心率.本題的解法思路代表一類求離心率問題,具有一般性,要認(rèn)真體會,觸類旁通.
綜上,求離心率的四種方法,其實質(zhì)是利用所給條件,結(jié)合圖形的幾何特征,列出關(guān)于a,c的方程或不等式(組),進而求出離心率或其取值范圍,體現(xiàn)了解析幾何處理問題的基本思想方法.可以說,四法歸一,數(shù)形結(jié)合.