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文档简介
专题18圆锥曲线离心率归类目录第一部分题型破译微观解剖,精细教学典例引领方法透视变式演练【选填题破译目录第一部分题型破译微观解剖,精细教学典例引领方法透视变式演练【选填题破译】题型01椭圆的离心率题型02求椭圆离心率或其取值范围的方法题型03双曲线的离心率题型04离心率的范围问题的求解方法第二部分综合巩固整合应用,模拟实战题型01椭圆的离心率【例1-1】(2026·天津静海·月考)已知椭圆的离心率为,则(
)A. B.C. D.【答案】B【分析】由题意利用离心率的定义和的关系可得满足题意的等式.【详解】椭圆的离心率,化简得,故选:B.【例1-2】(2026·天津南开·月考)已知椭圆与双曲线有公共焦点(左焦点),(右焦点),且两条曲线在第一象限的交点为,若是以为底边的等腰三角形,,的离心率分别为和,且,则下列结论中错误的是(
)A. B.C. D.【答案】B【分析】根据椭圆和双曲线的半焦距的定义,结合椭圆、双曲线的定义、离心率公式、余弦定理逐一判断即可.【详解】设,所以由椭圆和双曲线的标准方程可得,故选项A正确;因为是以为底边的等腰三角形,所以,由椭圆的定义可知,由双曲线的定义可知,于是有,又因为,所以,所以,,由余弦定理可知,所以选项B不正确;,所以选项C正确;因为,所以选项D正确,故选:B.椭圆的离心率(1)离心率的定义:椭圆的焦距与长轴长的比称为椭圆的离心率.用e表示,即e=.
(2)离心率的范围:0<e<1.
(3)椭圆离心率的意义:椭圆离心率的变化刻画了椭圆的扁平程度.
当e越接近于1时,c越接近于a,从而b=越小,因此椭圆越扁;当e越接近于0时,c越接近于0,从而b=越接近于a,因此椭圆越接近于圆;当且仅当a=b时,c=0,这时两个焦点重合,图形变为圆,它的方程为.【变式1-1】(2026·天津南开·月考)如图,直径为4的球放在地面上,球上方有一点光源,则球在地面上的投影为以球与地面切点为一个焦点的椭圆,已知是椭圆的长轴,垂直于地面且与球相切,,则椭圆的离心率为(
)A. B. C. D.【答案】B【分析】根据题中条件,结合球的性质作出截面,结合三角形内切圆性质求出的长,即可得解.【详解】平面截球得到球面大圆,如图,是球大圆的外切三角形,其中切圆于点,则有,,,,,,,,,,,,,为椭圆的一个焦点,,,.故选:B.【变式1-2】(2026·天津静海·调研)已知椭圆,、是的焦点,过且垂直于轴的直线截椭圆所得弦长为,是上一动点,是圆上一动点,则下列正确的有(
)①
②椭圆离心率为③圆与圆相切
④的最大值为4A.①③ B.①②③ C.③④ D.①③④【答案】A【分析】设,联立与椭圆方程,求出,即可求出、从而求出,即可判断①②,求出圆心坐标与半径,即可求出圆心距,从而判断③,设点,其中,表示出,结合二次函数的性质求出,即可求出的最大值,即可判断④.【详解】对于①:设,则由,解得,所以,解得,所以,则椭圆,由椭圆的定义,可得,故①正确;对于②:椭圆离心率,故②错误;对于③:圆的圆心为,半径,圆,即,则圆心为,半径,因为,所以两圆内切,故③正确;对于④:设点,其中,则满足,可得,则,当时,取得最大值,且,
故,故④错误;故选:A【变式1-3】(2026·天津和平·调研)已知椭圆的左、右焦点分别为,,若椭圆上一点满足,且与圆相切,则椭圆的离心率为(
)A. B. C. D.【答案】C【分析】作出图形,设与圆相切于点,连接可得,再利用椭圆的定义和离心率的定义可解.【详解】设与圆相切于点,连接,因为圆的半径为,,所以,又,所以,,由椭圆的定义可知,即,所以离心率为.故选:C.题型02求椭圆离心率或其取值范围的方法【例2-1】(2026·天津·调研)设椭圆的左、右焦点分别为,,点在椭圆的外部,点是椭圆上的动点,满足恒成立,则椭圆离心率的取值范围是(
)A. B. C. D.【答案】D【分析】由N在椭圆外部,则,根据椭圆的离心率公式,即可求得,根据椭圆的定义及三角形的性质结合,则,即可求得椭圆的离心率的取值范围.【详解】因为点在椭圆的外部,所以,可得,由椭圆的离心率,又因为,且,,要恒成立,即,则椭圆离心率的取值范围是.故选:D.【例2-2】(2025·天津·模拟预测)阿波罗尼斯的《圆锥曲线论》中给出了椭圆的一个基本性质:如图,过椭圆上任意一点作长轴的垂线(点与点,均不重合),垂足为,则为常数.若,则该椭圆的离心率的取值范围是(
)A. B. C. D.【答案】B【分析】建立坐标系,设椭圆方程,,,,求,根据关系列不等式,结合离心率定义求结论.【详解】以椭圆的中心为原点,以为轴的正方向建立平面直角坐标系,设椭圆方程,,,,,则,,,,.因为,即,又,故又,所以.故选:B.求椭圆离心率或其取值范围的方法解题的关键是借助图形建立关于a,b,c的关系式(等式或不等式),转化为e的关系式,常用方法如下:(1)直接求出a,c,利用离心率公式求解.(2)由a与b的关系求离心率,利用变形公式求解.(3)构造a,c的齐次式.离心率e的求解中可以不求出a,c的具体值,而是得出a与c的关系,从而求得e.【变式2-1】(2025·天津·调研)已知椭圆()的左焦点为,上顶点为A,在以点F为圆心,c为半径的圆上存在点M,使得直线AM的斜率为则椭圆离心率的取值范围是(
)A. B. C. D.【答案】A【分析】转化为直线与圆有交点,建立关于的不等式,再根据,即可求离心率的范围.【详解】如图,直线的方程为,即,圆的方程为,由题意知,直线与圆有公共点,即直线与圆相交或相切,所以,即,解得:,所以,又,所以离心率,又,所以.故选:A【变式2-2】(2025·天津·调研)已知椭圆的左、右顶点分别为A,B,点在椭圆上(异于,设直线AP的斜率为,直线BP的斜率为,且,则椭圆的离心率的取值范围为(
)A. B. C. D.【答案】A【分析】设,再根据,结合椭圆的方程,可得,再根据离心率公式求解范围即可.【详解】设,则,故,即,故,即.故,故.故选:A【变式2-3】(2025·天津南开·调研)已知平行四边形ABCD内接于椭圆且AB,AD斜率之积的范围为则椭圆离心率的取值范围是(
)A. B.C. D.【答案】A【分析】根据对称性,令,则,若结合斜率的两点式及椭圆上点得,再由已知及离心率公式求其范围.【详解】由题意,和均关于原点对称,令,则,若,则,所以椭圆离心率.故选:A题型03双曲线的离心率【例3-1】(2026·天津蓟州·月考)双曲线的左右焦点分别为,过的直线与双曲线的左、右两支分别交于两点,且直线倾斜角为若,则双曲线的离心率是(
)A. B. C. D.【答案】A【分析】过点作,垂足为,则,设,则,由直线的倾斜角为,得出,根据三角函数定义得出,在中由余弦定理即可求解.【详解】过点作,垂足为,如图所示:则
因为,所以,设,根据双曲线的定义得:则,,所以,所以,则,因为直线的倾斜角为,所以,所以,在中,,在中,,由余弦定理得:,整理得,,故选:A.【例3-2】(2026·天津河东·月考)若双曲线的一条渐近线方程为,则的离心率为(
)A. B. C. D.【答案】B【分析】根据给定的渐近线方程求出,进而求出离心率.【详解】双曲线的渐近线方程为,依题意,,所以双曲线的离心率为.故选:B双曲线的离心率(1)定义:双曲线的焦距与实轴长的比,叫作双曲线的离心率.
(2)双曲线离心率的范围:e>1.
(3)离心率的意义:离心率的大小决定了渐近线斜率的大小,从而决定了双曲线的开口大小.
因为=,所以e越大,越大,则双曲线的开口越大.
(4)等轴双曲线的两渐近线互相垂直,离心率e=.求双曲线离心率或其取值范围的方法(1)直接求出a,c的值,利用离心率公式直接求解.(2)列出含有a,b,c的齐次方程(或不等式),借助于消去b,转化为含有e的方程(或不等式)求解.【变式3-1】(2026·天津河北·月考)已知双曲线的焦距为10,点在的渐近线上,则双曲线的离心率为(
)A. B. C. D.【答案】A【分析】方法一:写出双曲线方程的渐近线方程,代入点坐标得到的数量关系,由化简离心率公式并求得结果.方法二:写出双曲线方程的渐近线方程,代入点坐标得到的数量关系,由焦距求得,由,求得,然后由离心率的公式求得结果.【详解】方法一:双曲线的渐近线方程为,∵点在的渐近线上,即,∴,∵,∴离心率.方法二:双曲线的渐近线方程为,∵点在的渐近线上,即,∴,由题意可得,即,∵,即,解得,∴,即,所以离心率.故选:A.【变式3-2】(2026·天津·月考)已知圆和双曲线,过的左焦点F与右支上一点Q,作直线l交圆C于A,B,若,则的离心率为(
)A. B. C. D.【答案】D【分析】取的中点,记为,连接,得.记双曲线的右焦点为,连接,则∥,所以,且.根据题意列出关于的方程组,求出关系,即可得到的离心率.【详解】取的中点,连接,依题意,可得也是的中点,且,,即.记双曲线的右焦点为,连接,则,,且.所以,由,得;,得所以,代入③,可得.代入②,可得,即得.故的离心率为.故选:D.【变式3-3】(2026·天津·调研)设双曲线的左焦点为,为坐标原点,为双曲线右支上的一点,,在上的投影向量的模为,则双曲线的离心率为(
)A.3 B. C.5 D.【答案】D【分析】取M为的中点,为右焦点,根据条件得,由在上的投影向量的模为,得,利用双曲线的定义可得结果.【详解】取M为的中点,为右焦点,因为,
所以,所以,所以,因为在上的投影向量的模为,所以,所以,所以,所以,因为,所以,所以.故选:D.题型04离心率的范围问题的求解方法【例4-1】(2025·天津·模拟预测)已知椭圆Z和双曲线S的对称中心均为坐标原点,且有公共焦点,左、右焦点分别为,,Z与S在第一象限有交点A,若,则S与Z的离心率之差的取值范围是(
)A. B. C. D.【答案】D【分析】不妨设椭圆:,双曲线:,由椭圆的定义、双曲线的定义可得,,再由,可得,设,利用函数的单调性可得答案.【详解】不妨设椭圆:,双曲线:,与的离心率分别为,,由椭圆的定义,有:,由,故,由双曲线的定义,有:,故,因此,两边同时除以,有,故,由于,故,所以,不妨令,,所以原式等于,在时,单调递减,故.故选:D.【例4-2】(2025·天津·二模)若直线与双曲线无公共点,则双曲线的离心率的取值范围为(
)A. B. C. D.【答案】B【分析】过原点的直线与双曲线无公共点,则渐近线斜率小于等于已知直线的斜率,再求双曲线的离心率即可得解.【详解】由题意可知,双曲线的渐近线斜率为,因为直线与双曲线无公共点,所以,,所以双曲线的离心率范围为.故选:B.1.不等式法求离心率的范围
(1)利用圆锥曲线的定义求离心率的范围:利用圆锥曲线的定义建立不等关系,结合离心率公式求解.
(2)利用圆锥曲线的性质求离心率的范围:利用圆锥曲线的性质,如:椭圆的最大角、双曲线渐近线的斜率、通径、三角形中的边角关系、曲线上的点到焦点距离的范围等,建立不等式(不等式组)求解.
(3)利用题目条件中的不等关系,建立不等式(不等式组)求解.
(4)利用基本不等式求离心率的范围:把离心率的关系式转化为能利用基本不等式的形式,利用基本不等式建立不等关系进行求解.
2.函数法求离心率的范围(1)根据题干条件,如圆锥曲线的定义、性质、其他等量关系等条件建立离心率和其他一个变量的函数关系式;(2)结合圆锥曲线的离心率的范围,来确定所得函数的定义域;(3)利用函数的性质求最值或值域,进而求解离心率的最值或取值范围.3.坐标法求离心率的范围根据所给条件,设出所求点的坐标,把点的坐标代入曲线方程,结合相关知识,进行求解即可.【变式4-1】(2025·天津·月考)已知,分别为双曲线C:的左、右焦点,点M在C的左支上,且与C交于另一点N,O为坐标原点,则下列结论错误的是(
)A.若点M的坐标为,则C的离心率的取值范围为B.若,,则C.若,,则恒为定值D.若,,则的最小值为1【答案】B【分析】对于A,由点在渐近线的下方得到,推理即得离心率范围;对于B,利用双曲线的定义和焦半径的范围即得;对于C,根据点是否与双曲线的左顶点重合,分别推理计算,利用双曲线定义和余弦定理即可证得.对于D,根据点在双曲线的左右支分别求得最短弦长即可判断;【详解】对于A,因点在的一条渐近线的下方,则,即,故离心率,故A正确;对于B,由,,得,由双曲线的定义可知,则,于是,因为,所以,故B错误;对于C,由,,可知,则,,当点为双曲线的左顶点时,;当点不在双曲线的左顶点时,因,则,由余弦定理得,又,所以,因则,即.综上,恒为定值,故C正确.对于D,因,,则,当在的右支上时,因为在过焦点且与双曲线的两支各有一个交点的弦中,最短弦的弦长为实轴长,故;当在的左支上时,因为在过焦点且与双曲线的左支有两个交点的弦中,当轴时,最小,此时,,故的最小值为1,故D正确.故选:B.【变式4-2】(2025·天津·调研)已知双曲线为的左顶点,抛物线的准线与轴交于.若在的渐近线上存在点,使得,则的离心率的取值范围为(
)A. B. C. D.【答案】D【分析】根据圆和直线的位置关系列不等式,化简求得双曲线离心率的取值范围.【详解】抛物线的准线与轴交于,则,设的中点为,,则,在的渐近线上存在点,使得,是以为圆心,半径为的圆与渐近线有公共点,所以,,所以.故选:D【变式4-3】(2025·天津·一模)设双曲线:的右焦点为,双曲线上的两点关于原点对称,且满足,,则双曲线的离心率的取值范围是(
)A. B. C. D.【答案】A【分析】设椭圆的左焦点,由椭圆的对称性结合,得到四边形为矩形,设,,在直角中,利用椭圆的定义和勾股定理化简得到,再根据,得到的范围,从而利用对勾函数的值域得到的范围,进而由即可得解.【详解】如图所示:设双曲线的左焦点,由双曲线的对称性可知,四边形为平行四边形,又,则,所以平行四边形为矩形,故,设,,则,在中,,,所以,则,所以,令,得,又由,得,因为对勾函数在上单调递增,所以,所以,即,则,故,所以,所以双曲线离心率的取值范围是,故选:A1.(2025·天津武清·模拟预测)双曲线的右焦点为,设A、B为双曲线上关于原点对称的两点,AF的中点为M,BF的中点为N,若原点O在以线段MN为直径的圆上,直线AB的斜率为,则双曲线的离心率为(
)A. B.2 C. D.【答案】B【分析】设,运用中点坐标公式表示点,由,以及斜率公式解方程组可得,将点A的坐标代入双曲线的方程,结合的关系,求得,即可得离心率.【详解】由题意,,设,则,,因为原点O在以线段为直径的圆上,可得,所以,即①,又直线的斜率,可得②,联立①②可得,即,又点在双曲线上,可得,又,解得,所以.故选:B.2.(2025·天津北辰·三模)已知双曲线的右焦点、左顶点分别为,过点且倾斜角为的直线交的两条渐近线分别于点.若为等边三角形,则双曲线的离心率为(
)A.2 B. C. D.【答案】A【分析】利用直线与渐近线求交点,再利用等边三角形找到一个垂直关系,然后通过斜率来进行坐标运算,即可求出离心率.【详解】设过点且倾斜角为的直线为,与双曲线的渐近线联立可得:,,同理与双曲线的渐近线联立可得:,,由为等边三角形,则的中点坐标为,由题意可得:,即,,,,,所以解得,故选:A.3.(2025·天津南开·二模)已知双曲线的两个焦点分别为是渐近线上一点,当取最小值时,,则的离心率为(
)A. B. C. D.【答案】D【分析】取最小值为b,所以,再根据为直角三角形,可得,再在利用余弦定理可得离心率.【详解】根据题意如图:
点,其中一条渐近线为即,所以的最小值为点到直线的距离,所以,因为为直角三角形,所以,在中,,即,∵,∴,∴,即的离心率为,故选:D.4.(2025·天津·二模)双曲线的左右焦点分别为,过且斜率为的直线与双曲线的左、右两支分别交于M,N两点,若,则双曲线的离心率是(
)A. B. C. D.【答案】D【分析】过点作,垂足为,则,设,则,由直线的斜率为,得出,在中由余弦定理即可求解.【详解】过点作,垂足为,则,如图所示,设,则,所以,所以,则,因为直线的斜率为,所以,则,在中,,在中,,由余弦定理得,,整理得,,故选:D.
5.(2025·天津·一模)已知为坐标原点,双曲线的左右焦点分别为,,双曲线上一点满足,且,则的离心率为(
)A. B. C.2 D.【答案】D【分析】分情况设出焦半径,由向量数量积为零,可得垂直,利用勾股定理,建立齐次方程,可得答案.【详解】①当时,由,则,由,则,所以,即,由,,则,化简可得,由,则;②当时,由,则,由,则,所以,即,由,,则,由,则方程不成立.故选:D.6.(2025·天津和平·一模)已知是双曲线的右焦点,过点作垂直于轴的直线与双曲线交于两点,分别为双曲线的左、右顶点,连接交轴于点,连接并延长交于点,且,则双曲线的离心率为(
)A. B.3 C.2 D.【答案】D【分析】先将代入双曲线,得到两点坐标,写出直线的方程,得到点坐标,写出直线的方程,得到点坐标,利用,构造出关于的方程,结合双曲线中,得到离心率的方程,解出离心率.【详解】根据题意,画出示意图,如图所示,则的横坐标都为,代入双曲线方程得,而,所以直线方程为,令,得,所以直线:,令得,,因为,所以可得,整理得,所以.故选:D.7.(2025·天津南开·一模)设双曲线的左、右顶点分别是,点是的一条渐近线上一点,若,则的离心率为(
)A. B. C. D.4【答案】C【分析】根据题意画出图形,设点在第一象限,根据已知条件得到点在以原点为圆心,为半径的圆上,联立,解得,从而得到,利用正切值得到,再转化为的齐次方程求解即可.【详解】如图所示,设点在第一象限,,因为,所以点在以原点为圆心,为半径的圆上.,解得.又因为,所以.在中,,,,所以,即.所以,,,即,所以.故选:C8.(2024·天津河西·二模)已知双曲线C:的左、右焦点为、,O为坐标原点,过作C的一条渐近线的垂线,垂足为M,且,则双曲线C的离心率为(
)A. B. C. D.3【答案】B【分析】利用余弦定理构建齐次方程,求解离心率即可.【详解】由题意得,设一条渐近线的方程为,所以,由勾股定理得,因为垂直于渐近线,所以,因为,所以,而,在中,由余弦定理得,因为,所以,化简得,所以,故,则B正确.故选:B9.(2024·天津·二模)设双曲线:的左、右焦点分别为,,过坐标原点的直线与双曲线C交于A,B两点,,,则C的离心率为(
)A. B. C. D.2【答案】B【分析】由双曲线的对称性可得,且四边形为平行四边形,由数量积的定义,结合余弦定理代入计算,即可得离心率.【详解】由双曲线的对称性可知,,有四边形为平行四边形,令,则,由双曲线定义可知,故有,即,即,,则,即,,所以.故选:B10.(2024·天津武清·模拟预测)双曲线的左顶点为A,右焦点为,过点A且倾斜角为的直线顺次交两条渐近线和的右支于,且,下列结论不正确的是(
)A.离心率为2 B.C. D.【答案】D【分析】对于A:根据垂直关系可得的值,进而可求得离心率,对于B:分析可知为线段的中垂线,即可得结果;对于C:联立直线方程与双曲线方程可求得点坐标,由点、点、点纵坐标可知、为线段的三等分点,结合三角形面积公式判断即可;对于D:由求解即可.【详解】如图所示,由题意知,,直线方程为,对于选项A:因为,则,整理得,所以离心率,故A正确;对于选项B:由选项A可知:直线的斜率分别为,可知,即为线段的中垂线,所以,故B正确;对于选项C:过作垂足为,过作垂足为,过作垂足为,如图所示,由选项A可知:直线方程为,直线方程为,联立方程,解得,即,联立方程,解得,即,联立方程,解得(负值舍去),即,所以,,,可知,即、为线段的三等分点,所以,设到直线距离为,则,,所以,故C正确;对于选项D:如图所示,由选项A可知:,所以,故D不正确;故选:D.11.(2024·天津·二模)已知双曲线(,)的左、右焦点分别为,,且与抛物线()的焦点重合,双曲线的一条渐近线与抛物线的准线交于点,若,则双曲线的离心率为(
)A. B.3 C
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