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
渡
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
得
L.石
茹k。』口
=
=
y
y
万方数据
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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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