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巧解椭圆离心率的取值范围

巧解椭圆离心率的取值范围
河北容城中学 牛文国 邮编071700
在椭圆问题中经常会遇到下面一类问题,就教学中的一些体会提供此类问题的常规解法,供大家参考。

设椭圆122
22=+b
y a x )0(>>b a 的两焦点为21,F F ,若在椭圆上存在一点p ,使21PF PF ⊥,求椭圆e 的取值范围。

解析1:设()y x P ,,由21PF PF ⊥得1-=-⋅+c
x y c x y ,即222x c y -=,代入122
22=+b
y a x 得()22222c b c a x -= ,2220b c x ≥∴≥ 即222c a c -≥,2
2≥=∴a c e 又1<e 12<≤∴e
解析2:令n PF m pF ==21,
则a n m 2=+ 由21PF PF ⊥ 2
224c n m =+∴ ()22222224a n m n m c =+≥+=∴ 即2122
≥=a c e 又12
210<≤∴<<e e 解析3:21PF PF ⊥ 为直径的圆上点在以21F F P ∴ 又P 在椭圆上,
2
22c y x P =+∴为圆 与 122
22=+b y a x 的公共点。

由图可知
222a c b a c b <≤⇒<≤ ∴2222a c c a <≤-12
2<≤∴
e 说明:椭圆上一点距中心距离最小值为短半轴长。

解析4:椭圆122
22=+b
y a x )0(>>b a 当P 与短轴端点重合时∠21PF F 最大 此题是否可以得到启示呢?
无妨设满足条件的点P 不存在 ,则∠21PF F <090
2
245sin sin 001=<∠=<∴OPF a c 又10<<e 所以若存在一点P 则
122<≤e 说明:在解此类问题时要充分利用椭圆的定义、均值不等式、椭圆的几何性质。

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