专题:椭圆的离心率一,利用定义求椭圆的离心率(a c e = 或 221⎪⎭⎫⎝⎛-=a b e )1,已知椭圆的长轴长是短轴长的2倍,则椭圆的离心率=e322,椭圆1422=+m y x 的离心率为21,则=m [解析]当焦点在x 轴上时,32124=⇒=-m m ; 当焦点在y 轴上时,316214=⇒=-m mm , 综上316=m 或3 3,已知椭圆的焦距、短轴长、长轴长成等差数列,则椭圆的离心率是53 4,已知m,n,m+n 成等差数列,m ,n ,mn 成等比数列,则椭圆122=+ny m x 的离心率为 [解析]由⇒⎪⎩⎪⎨⎧≠=+=02222mn n m n nm n ⎩⎨⎧==42n m ,椭圆122=+n y m x 的离心率为22 5,已知)0.0(121>>=+n m nm 则当mn 取得最小值时,椭圆12222=+n y m x 的的离心率为236,设椭圆2222by a x +=1(a >b >0)的右焦点为F 1,右准线为l 1,若过F 1且垂直于x 轴的弦的长等于点F 1到l 1的距离,则椭圆的离心率是21。
二,运用几何图形中线段的几何意义结合椭圆的定义求离心率e1,在∆Rt ABC 中,90=∠A ,1==AC AB ,如果一个椭圆过A 、B 两点,它的一个焦点为C ,另一个焦点在AB 上,求这个椭圆的离心率 ()36-=e2, 如图所示,椭圆中心在原点,F 是左焦点,直线1AB 与BF 交于D,且901=∠BDB ,则椭圆的离心率为( ) [解析]=⇒=-⇒-=-⋅e ac c a cba b 221)(215-3,以椭圆的右焦点F 2为圆心作圆,使该圆过椭圆的中心并且与椭圆交于M 、N 两点,椭圆的左焦点为F 1,直线MF 1与圆相切,则椭圆的离心率是13-变式(1):以椭圆的一个焦点F 为圆心作一个圆,使该圆过椭圆的中心O 并且与椭圆交于M 、N 两点,如果∣MF∣=∣MO∣,则椭圆的离心率是13-4,椭圆x 2a 2 +y 2b 2=1(a>b >0)的两焦点为F 1 、F 2 ,以F 1F 2为边作正三角形,若椭圆恰好平分正三角形的两边,则椭圆的离心率e ?解:∵|F 1F 2|=2c |BF 1|=c |BF 2|=3c c+3c=2a ∴e= ca= 3-1变式(1):椭圆x 2 a 2 +y 2b 2 =1(a>b >0)的两焦点为F 1 、F 2 ,点P 在椭圆上,使△OPF 1 为正三角形,求椭圆离心率?解:连接PF 2 ,则|OF 2|=|OF 1|=|OP |,∠F 1PF 2 =90°图形如上图,e=3-1变式(2) 椭圆x 2 a 2 +y 2b 2=1(a>b >0)的两焦点为F 1 、F 2 ,AB 为椭圆的顶点,P 是椭圆上一点,且PF 1 ⊥X 轴,PF 2 ∥AB,求椭圆离心率?解:∵|PF 1|= b 2 a |F 2 F 1|=2c |OB |=b |OA |=a PF 2 ∥AB ∴|PF 1| |F 2 F 1|= b a 又 ∵b= a 2-c 2∴a 2=5c 2 e=55变式(3):将上题中的条件“PF 2 ∥AB ”变换为“PO ∥AB (O 为坐标原点)”相似题:椭圆x 2 a 2 +y 2 b 2 =1(a>b >0),A 是左顶点,F 是右焦点,B 是短轴的一个顶点,∠ABF=90°,求e?解:|AO |=a |OF |=c |BF |=a |AB |=a 2+b 2a 2+b 2+a 2 =(a+c)2 =a 2+2ac+c 2 a 2-c 2-ac=0 两边同除以a 2 e 2+e-1=0 e=-1+ 5 2 e=-1-52(舍去)变式(1):椭圆x 2a 2 +y 2b 2 =1(a>b >0),e=-1+ 52, A 是左顶点,F 是右焦点,B 是短轴的一个顶点,求∠ABF ?点评:此题是上一题的条件与结论的互换,解题中分析各边,由余弦定理解决角的问题。
答案:90°引申:此类e=5-12的椭圆为优美椭圆。
性质:(1)∠ABF=90°(2)假设下端点为B 1 ,则ABFB 1 四点共圆。
(3)焦点与相应准线之间的距离等于长半轴长。
变式(2): 椭圆12222=+b y a x (a >b >0)的四个顶点为A 、B 、C 、D ,若四边形ABCD 的内切圆恰好过椭圆的焦点,则椭圆的离心率e =215- . 提示:内切圆的圆心即原点,半径等于c ,又等于直角三角形AOB 斜边上的高,∴由面积得:22b a r ab +⋅=,但cr =4,设椭圆)(0b a 1by a x 2222>>=+的左、右焦点分别为21F F 、,如果椭圆上存在点P ,使︒=∠90PF F 21,求离心率e 的取值范围。
解:设()()()0,c F ,0,c F ,y ,x P 21- 法1:利用椭圆范围。
由→→⊥P F P F 21得222c y x =+,将这个方程与椭圆方程联立,消去y ,可解得2222222b a b a c a x --=2222)(ea c a -=。
由椭圆的性质知22a x 0<≤,得),以122[e ∈。
附:还可以用参数的方法也能求出离心率的范围(与法1类似) 法2:判别式法。
由椭圆定义知||||||||||||PF PF a PF PF PF PF a 121222122224+=⇒++=,又因为︒=∠9021PF F ,可得222122214||||||c F F PF PF ==+,则)(2||||2221c a PF PF -=22b =,1PF ∴,2PF 是方程02222=+-b az z 的两个根,则22210)(84222222≥⇒≥=⇒≥--=∆e ac e c a a 解法3:正弦定理设记∠=∠=PF F PF F 1221αβ,,由正弦定理有||sin sin ||||90sin ||sin ||sin ||21212121F F PF PF F F PF PF =++⇒︒==βααβ 又因为c F F a PF PF 2||2||||2121==+,,且90=+βα 则 20πα<< 4344ππαπ<+<∴则1)4sin(22≤+<πα,2)4sin(21≤+<πα 所以122<≤e 解法5:利用基本不等式由椭圆定义,有212a PF PF =+||||平方后得 解法6:巧用图形的几何特性由∠=︒F PF 1290,知点P 在以||F F c 122=为直径的圆上。
又点P 在椭圆上,因此该圆与椭圆有公共点P ,故有c b c b a c ≥⇒≥=-2222变式(1):圆x 2 a 2 +y 2b 2=1(a>b >0)的两焦点为F 1 (-c ,0)、F 2 (c,0),P 是以|F 1F 2|为直径的圆与椭圆的一个交点,且∠PF 1F 2 =5∠PF 2F 1 ,求椭圆的离心率e分析:此题有角的值,可以考虑正弦定理的应用。
解:由正弦定理:|F 1F 2|sin F 1PF 2 = |F 1P |sin F 1F 2P 212sin F PF PF ∠=根据和比性质:|F 1F 2|sin F 1PF 2 = |F 1P |+|PF 2| sinF 1F 2P+sin PF 1F 2 变形得: |F 1F 2| |PF 2|+|F 1P | =sin F 1PF 2 sin F 1F 2P +sin PF 1F 2 a c22==e ∠PF 1F 2 =75°∠PF 2F 1 =15° e= sin90° sin75°+sin15° =63点评:在焦点三角形中,使用第一定义和正弦定理可知e=sin F 1PF 2sin F 1F 2P +sin PF 1F 2变式(2):椭圆x 2 a 2 +y 2b 2=1(a>b >0)的两焦点为F 1 (-c ,0)、F 2 (c,0),P 是椭圆上一点,且∠F 1PF 2 =60°,求椭圆离心率e 的取值范围? 分析:上题公式直接应用。
解:设∠F 1F 2P=α,则∠F 2F 1P=120°-α e=sin F 1PF 2 sin F 1F 2P +sin PF 1F 2 = sin60°sin α+sin(120°-α)=1 2sin(α+30°)≥12 ∴12≤e<1变式(3):过椭圆22221x y a b +=(0a b >>)的左焦点1F 作x 轴的垂线交椭圆于点P ,2F 为右焦点,若1260F PF ∠=,则椭圆的离心率e 的值解析:因为2(,)b P c a -±,再由1260F PF ∠=有232,b a a=从而得3c e a ==变式(4):若B A ,为椭圆)0(12222>>=+b a b y a x 的长轴两端点,Q 为椭圆上一点,使0120=∠AQB ,求此椭圆离心率的最小值。
{136<≤e } 变式(5):8、椭圆()012222>>=+b a b y a x 上一点A 关于原点的对称点为B ,F 为其右焦点,若BF AF ⊥,设α=∠ABF ,且⎥⎦⎤⎢⎣⎡∈4,12ππα,则椭圆的离心率的取值范围为解析:设F '为椭圆左焦点,因为对角线互相平分,所以四边形F AFB '为平行四边形且为矩形,c AB 2=,ααcos 2,sin 2c BF c AF ==,a c c 2cos 2sin 2=+αα,所以⎪⎭⎫ ⎝⎛+=+==4sin 21cos sin 1παααa c e ,由⎥⎦⎤⎢⎣⎡∈4,12ππα得3622≤≤e 。
6,如图,在平面直角坐标系xoy 中,1212,,,A A B B 为椭圆22221(0)x y a b a b+=>>的四个顶点,F 为其右焦点,直线12A B 与直线1B F 相交于点T ,线段OT 与椭圆的交点M 恰为线段OT 的中点,则该椭圆的离心率为 .直线21B A 的方程为1=+-b y a x ,直线F B 1的方程为1=-+byc x ,两式联立得T的坐标⎪⎭⎫⎝⎛-+-c a c a b c a ac )(,2,所以中点M 的坐标为⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-+-)(2)(,c a c a b c a ac ,因为点M 在椭圆上,代人方程得()2224)(4c a c a c -=++ 则03102=-+e e ()1,0∈e所以5e =-7,椭圆x 2a 2 +y 2b 2=1(a>b >0)的两焦点为F 1 (-c ,0)、F 2 (c,0),满足→MF 1·→MF 2 =0的点M 总在椭圆内部,则e的取值范围?→MF 1·→MF 2 =0∴以F 1F 2 为直径作圆,M 在圆O 上,与椭圆没有交点。