圓錐曲線離心率問題在高考中常以客觀題的形式出現,常見題型可分為兩類,一是求圓錐曲線的離心率,二是求圓錐曲線離心率的取值范圍.下面我們就來談談圓錐曲線離心率問題的解法.
一、利用定義法求解
例1 點P(-3,1)在橢圓+=1(a>b>0)的左準線上,過點P且方向為a=(2,-5)的光線,經直線y=-2反射后通過橢圓的左焦點F,則這個橢圓的離心率為
(A) (B) (C) (D)
解析: 如圖1所示,設Q為入射點.因為P(-3,1)在橢圓的左準線上,所以-=-3.由a=(2,-5)可知入射光線PQ的斜率k=-,所以直線PQ的方程為y-1=-(x+3).當y=-2時,x=-,即Q-,-2.因為y=-2平行于x軸,所以入射光線PQ與反射光線QF的對稱軸垂直于x軸,由對稱關系可知反射光線QF的斜率k′=-k=,所以直線QF的方程為5x-2y+5=0.因為QF過焦點F(-c,0),所以-5c+5=0,解得c=1.又-=-3,所以a=. 所以e==,選A.
點評:用定義法求解即根據條件直接求出a,c,再由離心率公式e=解得答案.這種方法適用于能直接求出a,b,c中任意兩個量的問題,難度不高.
二、利用方程思想求解
例2 [2012年高考數學湖北卷(理科)第14題第(1)問] 雙曲線-=1(a>0,b>0)的兩頂點為A1,A2,虛軸兩端點為B1,B2,兩焦點為F1,F2. 若以A1A2為直徑的圓內切于菱形F1B1F2B2,切點分別為A,B,C,D,則雙曲線的離心率e= .
解析:如圖2所示,因為點D為圓O與菱形F1B1F2B2的切點,所以OD⊥F2 B2. 設圓的半徑為r,則OD=r=OA2=a.因為B2為雙曲線虛軸的端點,所以OB2=b.又OF2=c,所以S△F2OB2=OB2·OF2=bc=OD·B2F2=a,即bc=a,兩邊平方得b2c2=a2(b2+c2).將b2=c2-a2代入可得(c2-a2)c2=a2(2c2-a2),整理得c4-3a2c2+a4=0.等式兩邊同除以a4可得4-3·2+1=0,即(e2)2-3e2+1=0.整理得(e2-1)2=e2,即(e2-1+e)·(e2-1-e)=0.解得e=或e=.因為雙曲線的離心率e>1,所以e=.
點評: 例2沒有涉及具體的a,b,c的值. 對于這類不能直接求出a,c的值,或者求a,c的值計算量過大的問題,我們可以根據條件,用幾何形式或代數形式表示出a,b,c之間的……