(1)若给定椭圆的方程,则根据焦点位置确定a2,b2,求a,c的值,利用公式e=或利用直接求解.
(2)求椭圆的离心率时,若不能直接求得的值,通常由已知寻求a,b,c的关系式,再与a2=b2+c2组成方程组,消去b得只含a,c的方程,再化成关于e的方程求解.
(3)求离心率时要充分利用题设条件中的几何特征构建方程求解,从而达到简化运算的目的.
涉及椭圆离心率的范围问题要依据题设条件首先构建关于a,b,c的不等式,消去b后,转化为关于e的不等式,从而求出e的取值范围.
1. 若椭圆+=1(a>b>0)的左、右焦点分别为F1,F2,线段F1F2被点分成5∶3的两段,则此椭圆的离心率为( )
A. B. C. D.
解析 依题意,得=,∴c=2b,∴a==b,∴e==. 答案D
点评 本题的解法是直接利用题目中的等量关系,列出条件求离心率.
2. 设P是椭圆+=1(a>b>0)上的一点,F1,F2是其左,右焦点.已知∠F1PF2=60°,求椭圆离心率的取值范围.
分析 本题主要考查椭圆离心率取值范围的求法,建立不等关系是解答此类问题的关键.
解 方法一 根据椭圆的定义,有|PF1|+|PF2|=2a.①
在△F1PF2中,由余弦定理,得
cos 60°==,
即|PF1|2+|PF2|2-4c2=|PF1||PF2|.②
①式平方,得|PF1|2+|PF2|2+2|PF1||PF2|=4a2.③
由②③,得|PF1||PF2|=.④
由①和④运用基本不等式,得
|PF1||PF2|≤,即≤a2.
由b2=a2-c2,得(a2-c2)≤a2,解得e=≥.
又e<1,∴该椭圆的离心率的取值范围是[,1).
方法二 如图,设椭圆与y轴交于B1,B2两点,则当点P位于B1或B2处时,点P对两焦点的张角最大,故∠F1B2F2≥∠F1PF2=60°,从而∠OB2F2≥30°.
在Rt△OB2F2中,e==sin ∠OB2F2≥sin 30°=.
又e<1,∴≤e<1.
∴该椭圆的离心率的取值范围是[,1).
点评 在求椭圆离心率的取值范围时,常需建立不等关系,通过解不等式来求离心率的取值范围,建立不等关系的途径有:基本不等式,利用椭圆自身存在的不等关系(如基本量之间的大小关系或基本量的范围,点与椭圆的位置关系所对应的不等关系,椭圆上点的横、纵坐标的有界性等),判别式,极端情况等等.如上面方法二就应用了“当点P运动到短轴的端点时,点P对两焦点的张角最大”这一极端情况.
(2016全国Ⅰ高考)直线经过椭圆的一个顶点和一个焦点,若椭圆的中心到的距离为短轴长的,则该椭圆的离心率为( B )
A. B. C. D.
解:设椭圆是焦点在x轴上的标准方程,上顶点与右焦点分别为,则直线的方程为。又椭圆短轴长为2b,椭圆中心到的距离为,所以,即。
(2017济南一中调考)设椭圆的两个焦点分别为,过作椭圆长轴的垂线交椭圆于点P,若为等腰直角三角形。则椭圆的离心率为( D )
A. B. C. D.
解:由题意得,解得。
椭圆的中点弦方程的求法有三:
(1)方程组法:通过解直线于与椭圆方程联立的方程组,利用一元二次方程根与系数的关系及中点坐标公式求解;
(2)点差法:设直线与椭圆的交点(弦的端点)坐标为,将这两点的坐标代入椭圆方程并对所得两式作差,得到一个与弦AB的中点和斜率有关的式子,可以大大减少运算量。我们称这种代点作差的方法为“点差法”。
(3)中点转移法:先设出弦的一个端点的坐标,再借助中点得出弦的另一个端点的坐标,分别代入椭圆方程作差可得。
1.已知椭圆,过点P(2,1)作一条弦,使弦在这点被平分,求此弦所在的直线方程.
分析 注意根与系数的关系及中点坐标公式的应用.本题也可用两方程直接相减求解.
解 方法一 由题意,知所求直线的斜率存在,设此直线的方程为y=k(x-2)+1.由消去y并整理,得(4k2+1)x2-8(2k2-k)x+4(2k-1)2-16=0.
设直线与椭圆的交点为A(x1,y1),B(x2,y2),
则x1,x2是方程的两根,所以x1+x2=.
因为点P为弦AB的中点,所以2==,解得k=-.
故所求直线的方程为x+2y-4=0.
方法二 (点差法)设所求直线与椭圆的交点为A(x1,y1),B(x2,y2).因为点P为弦AB的中点,所以x1+x2=4,y1+y2=2.又因为A,B在椭圆上,所以x+4y=16,x+4y=16.两式相减,得(x-x)+4(y-y)=0,
即(x1+x2)(x1-x2)+4(y1+y2)(y1-y2)=0,
所以==-,即kAB=-.
故所求直线的方程为y-1=-(x-2),
即x+2y-4=0.
方法三 (利用对称性,中点转移法)设所求直线与椭圆的一个交点为A(x,y).因为弦中点为P(2,1),所以另一个交点为B(4-x,2-y).
因为点A,B在椭圆上,所以x2+4y2=16,①
(4-x)2+4(2-y)2=16,②
从而A,B在方程①-②所形成的图形上,
即在直线x+2y-4=0上.
又因为过A,B的直线只有1条,
故所求直线的方程为x+2y-4=0.
解后反思 解决中点弦的问题,最常用的方法有两种:一是把直线方程与曲线方程联立,消元得一元二次方程,利用中点坐标公式和根与系数的关系列关系式,进而求出参数;二是设出弦的两端点坐标,不具体求出,利用点差法整体表示直线斜率,进而求出参数;三利用对称性,设出弦的一个端点坐标,利用中点转移法求出另一端点的坐标,消去二次项直接求出弦所在的直线方程 。下载本文