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高考试题中圆锥曲线的离心率解法剖析
2015-12-10 | 阅:  转:  |  分享 
  
试题研究''解题技巧……………………………敦学教学通讯(中等教育)……………………·投稿邮箱:sxjk@vip.163.com

朱建波

江苏沛县中学221600

舅一≮黛芸篡嚣椭籼籼黼…躺,点氕戳了触≯蹲腻糊

瞄关键词:椭圆;双曲线;离心率;思路剖析

离心率e是刻画圆锥曲线性质的重

要参数.求圆锥曲线离心率的值或范

围的问题在全国各省市高考试题中屡

见不鲜.在各地的调研试题中也每每

出现.解决此类问题。需要认真审核.

从题目信息,从所给的数式与图形中,

构造关于三个量口。b。c的等量关系或

不等关系.从而找到解题方向.但是学

生在处理这类问题的部分试题时.经

常束手无策.笔者认为:此类问题并非

无迹可寻.而是有法可依.现选取部分

高考试题。给出几种思路或方法。并加

以解析与点评.以期能为同行与学生

提供参考.

Q剪定义法——利用定义求解e

倒1(2011年福建卷理科第7题)

设圆锥曲线C的两个焦点分别为R,B,

若C_E存在点P满足I矾l:IFIRI:I踢l-

4:3:2.求圆锥曲线C的离心率.

解析:由题意-fi雯I隅I--4k,IE尼l=

3七,lPF2l=2k,矗娥若c为椭圆,由椭圆

的定义可得l隅l+fPF2I=2a=6k,.黜la=3k.

而IE足I-3k=2c,得c=委七,所以e=三=

了1.若c为双曲线,由双曲线的定义可得

I矾l—lPF2ll=2I仁2_j},勋la=k.而I—R|-

3扣2c,得c=詈七,所以e-詈3詈·综上,

圆锥曲线C的离心率为土或三.

评注:圆锥曲线的教学是围绕着定

义展开的.定义准确地揭示了圆锥曲线

这一概念内涵.因此定义法应当是解决

离心率问题的基本策略.本题中.根据

点P的特殊位置.利用定义分别列出等

量关系.迅捷地达到了求解的目的.当

然.我们除了应重视圆锥曲线的具体定

义外。还应关注圆锥曲线的统一定义,

即根据已知条件选取对应的焦点与准

线.构造圆锥曲线的统一定义,从而解

决问题.以下例2就是利用圆锥曲线的

统一定义解题的范例.

倒2(2010年全国卷I理科第16

题)已知难椭圆C的一个焦点,曰是短

轴的一个端点.线段引P的延长线交椭圆

c于点D,且藤2而,则椭圆c的离心率为一

一:

厂‘汾。

弋彰7

解析:如图1,IBFl=、佰茸孑=口,作

DD·坍彻一岫藤疡滑器=

器=詈,MIDO-I=乏310mI_c''3

即菇庐詈.又由圆锥曲线的统一定义可

得I刃I=e}兰211一翌2a,x.由IBFI=

21FDI,得泸弘望,所她宰.

评注:定义是数学概念之本.是解

决数学问题的重要依据,回归定义,应

用定义法解题是不容忽视的重要方法

之一.

(固。坐标法——通过求定点坐

标解e值

倒3(2009年江苏卷第13题)在平

面直角坐标系菇0,,中,A。,A2,B。,B2为椭

圆薯+岳=1(D6>o)的四个顶点,肋其

右焦点,直线A。B2与直线B。瑚交于点r,

线段OT与椭圆的交点肘恰为线段0r的中点,则该椭圆的离心率为一

vJ

B2取r。i夕

A八0拦/z;\

Bl

图2

解析:如图2,易得A,(一口,0),B1(0,

一b),B2(0,b),F(c,0),直线AlB2的方程

为bx—ay+ab=O,直线日lF的方程为6戈-c),一

bc=O.

联立直线AIB2和直线B,F的方程可

求得点r的坐标为f丝,望堕堕1,点肘

的坐标为(三,罴),橼肘的坐

万方数据

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标(告,等卜曲线方程告唔=

口2c262(叶c)21(。>6>o)有尘≠+掣:1,即

e2+lOe一3--0,可求得e=2、/可一5..

评注:标准方程是圆锥曲线的量化

体现,.&M(xo,Yo)在圆锥曲线上除了满足

圆锥曲线的定义外.其坐标也满足曲线

的方程.例3借助直线的方程、中点坐标

公式、圆锥曲线的性质等基础知识.通过

计算,直接用口,b,c刻画定点肘的坐标后,

将其代入曲线方程.从而解出e值.因

此,通过求定点坐标,找出口与c的关系。

也是解决离心率问题的有效途径之一.

例4(2012年浙江卷理科第8题)

已知,I,,2分别是双曲线c:吾一吾=1

(口,b>0)的左、右焦点,B是虚轴的端点。

直线FIB与C的两条渐近线分别交于P.

Q两点,线段用的垂直平分线与石轴交

于点麒若IMF2J-lEF2I,则c的离心率

是.

,,。必



7弋\;

圈3

解析:如图3,易得fOBl=b,IOF,I=c.

所以||}胪鱼,l|}胪一旦..

直线PQ的方程为,,:鱼(并+c),两条

渐近线的方程为辟鱼氩由

a

得Qf旦,旦1;由

\C-aC—ai

b,.、),2~L并+c),

C

b’,=一茹

n

P(署,兰C1I.可叫害b,针b所以\C+口+o\‘/

直线删的方程妒等一詈卜害)

令产喊庐乏又lJIfRl-IFlRl=2c,

所姚~』C2--矿,解之得e2=吾=寻,即

、/6e=一.

2

评注:这道题也是由直线的方程、中

点坐标公式、双由线的性质等基础知识,。

直接求出定点M的坐标.再结合题目条

件列出口与c的奇次式.从而求出离心率j

(翁有界法——利用有界性求

e的范围

圆锥曲线具有有界性.点P(x。,yo)

为椭圆要+丢=1(础>o)上任意一点,F

aY6‘

为其中一个焦点.则椭圆中主要包含两

类有界性问题:一类为一口≤粕≤8,-b≤

yo<一b;另一类为州≤IPFla+c.类似

地,在双曲线等一等=1中,有粕≤一口或旷

D。

XO≥口及JPFla---c等不等关系.这些关

系.可以作为解决圆锥曲线离心率的重

要方法.

倒5(2010年四川卷理科第9题)

已知椭圆要+£=1(D6>o)的右焦点为12I旷

D—

F。其右准线与省轴交于A点。在椭圆上存

在点尸满足线段AJP的垂直平分线过点F.则椭圆的离心率的范围为一

,,。L

P,.

/,渊V.

弋7夕Al;

解析1:如图4,设P(‰,yo),由圆锥曲线的统一定义得{型牟:盟:三,

I明l兰叫。口’

所以IPFl铷叫粕.由IPFI=IAFI得口一

e菇庐!叶,]b手xo=a(ac-a2+c2)一.由川≤戈《口即—口≤_a(ac-a2+c2)<口,解得上≤e<1.

c22

解析2:由题意IPFI:IAFI:!吖且

口—c<』PFI<。a-I-。可得a-c<兰-c≤。+c.

C

求得!≤e<1.

2

评注:例5从两种不同的角度建立

了不等关系.而解题时不仅要注意这些

基本不等关系的使用.也要注意特殊情

况下等号是否能取得.例4中点腻取不

到右顶点.这也成为学生失误的主要方

面。当然。通过构造三角形。应用余弦定

理.利用三角函数的有界性等其他一些

方法也可以解决.

@j。方程法——利用方程思想

求e

例6(2010年辽宁卷理科第20题)

设椭圆c:吾+吾=1(口>6>o)的右焦点为

F,过点F的直线与椭圆C相交于A,B两

点,直线z的倾斜角为60。,刑毫2赢,求椭

圆C的离心率.

y。

。/,。叫.弋

勿j

圈5

解析:如图5,设A,B的坐标分剐为

(茗。,Y1),(石:,y2),结合刑已2商,直线z的倾

斜角为60。,可知”0,直线Z的方程

f产、/丁(算_c),

为),2订(纠),联立k£:1

I∥b2

可得(3a%b2)^2、/了bYy一3b4=0,

鲤攫x/3b2(c+2口)解的l=一—铲舻

—X/3ibFZ(2a-c).又捷2商,所以功:—瓦矿‘M忙刖∞’”Ⅲ功2

轨,解得e=三=善.

评注:对于这类“硬算型”问题.应

紧扣题目的已知条件,找准出发点。构

造方程或方程组,层层递进,步步为营.

例6就是紧紧围绕计算A。曰的横、纵坐标

展开的.此类题目思路非常清晰.计算

过程较为复杂,但设计十分精巧,能够

应用方程思想解决.是一道考查学生基

本能力的好题.

◇数形结合法——通过数形

结合求e

倒7(2012年四川卷文科第15题)

(下转第49页)

47



L.石

茹k。』口

=

=

y

y

万方数据

投稿邮箱:sxjk@vip.163.tom······一··一-一一一-一·-·-·-一一·群蠢障鼍I讯(中等辅)--…-·一…·---··-·一--一一-·一····。试题研究)解题技巧

所以二!二迎0,进而得到此时啦不+..·+卦-.

22存在,于是得到结论二生孑三<阻<

22为21n2Ix2<—x3+—l_+

m≠0.综合①②竿弛
—-1+V—3-.利用题目条件传递不等关

2-。凡一1。,Ⅱ=(·一i1)+({一了1)+…+

-Ea4#0.系也是我们常用手段之二一·一

(2)当a2=0时,由nld三+蚴一a2=O,知(击一挣,÷-,

口届=0.X.al>0,所以a,---O.⑨翔用常见结论进行传递

(3)"-3o.2<0时,由ata:+a弛-a2--O,知倒4已知数列{b。}的通项公式所以当凡≥2时,都有谚>2(鲁+了d3+

A=暖1‰啦=(砚+4口1)口2.

因为矾+oa+a3--0,所以aI蜘乒吨,6。铆2,设d^:1

1l

、/6-、/62Vb.…+封

Y.-a3<0,所r2ai+a2>O,(nEN+),

所]-z4as+a2=(aI+口2)+3口I>3aI>o.

R-a22(手+亨+点评:本题将先将出表示成2(鲁+

0,所以此时m不存在.

…+鱼1.(改编自高三考试题)鲁+…+:})一(磐1-圭··,≥)+1tb"J情综合(1)(2)(3)知半<啦<

一l+、/了解析:由6。=矿,知d^=¨21I:I况.然后将1

I

l

Il中的每一项土



2232/7,2k2

2土.所以吐I-如I.上,d,l+站I-2d,I-土(n≥(2≤后≤n)放大为而1,于是将去+

点评:本题由条件口I+啦峋=09cal>

a2>as传递得到吻<0和口l>0,然后对口2进行2),所以磷毽,:2尘一三.上+…+土放大为1-!.再将1一上放大

讨论,其中当az>O-ga4#O,将式-T-al口i=32/92,l’n啦嘲变形为嘞=华,再利用口l>啦得

由(鹰《-)+(《tq乙)+…(鹰瑙)2

为1。最后利用两个常见结论土k2<噶2(害·害··鲁)一(壶+jli+…+丢i),

到华>砚,从而得到m的部分取值范!和1一!
噶所以砖=2(害·字··以/7,)一(去+歹1(k-1)kn

围.当啦
(上接第47页J

已知椭圆≤+£:1(口为定值,且D>矿

5

’4

、/了)的左焦点为F。直线茗=m与椭圆相

交于点A,B,AFAB的周长的最大值是12,则该椭圆的离心率是一

y.Lm

仁习A》.

≮岁/二B

圈6

解析:如图6.可设椭圆的右焦点为

F’,连接F’A,F’曰,则AFAB的周长Z=

lE4I+l,曰I+IA曰I≤IFAI+I,曰I+lF’Al+

lF’Bl=4a=12(当且仅当A,F’,麒线时“=”

1

成立).此时a=3。则离心率e=三.

倒8(2008年江西卷理科第7题)

已知只,既是椭圆的两个焦点.满足砀寸.础的点M总在椭圆内部,则椭圆的离

心率的取值范围是——一

yJ

日1仍永。.

迅4.幺;

图7

解析:因为丽寸.丽才=0,结合图7,

点』If的轨迹是以E最为直径的圃且内含

于椭圆。由图易得b>c,l£ltbZ-_a2..c2>c2,解

得№
2

评注:例7通过构造AF''AB,利用两

边之和大于或等于第三边这个性质.从

而求出口的值.进而确定e.该题综合性

较强。有一定的难度.例8这道题从丽亓.

丽露匈入手,构造以Fl尼为直径的圆,建

立相应关系进而求解.以上两题.应用

数形结合。列出所需关系。化繁为简,变

难为易.达到了事半功倍的效果.

高考试题中圆锥曲线离心率问题.

是一类既常见又有一定综合性的题目.

该类题目涉及面广.题目条件又具多样

性,如何根据图形与条件,找出关系。寻

求规律。要求学生对知识的广阔性、系统

性有深刻的理解.要求学生具备扎实的

基本功和较好的数学素养.这需要数学

教师在教学中想方设法、千方百计启迪

学生的思维。开发学生的潜能。提升学生

的能力。从而全面提高学生的综合素质.

这才是新课程改革所期望的.也是我们

每个数学教育工作者的不懈追求.

万方数据

高考试题中圆锥曲线的离心率解法剖析

作者:朱建波

作者单位:江苏沛县中学221600

刊名:数学教学通讯

英文刊名:SHUXUEJIAOXUETONGXUN

年,卷(期):2013(24)





引用本文格式:朱建波高考试题中圆锥曲线的离心率解法剖析[期刊论文]-数学教学通讯2013(24)

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(本文系云师堂首藏)