文档内容
专题 16 妙解离心率问题
【目录】
..............................................................................................................................................2
...............................................................................................................................................3
..............................................................................................................................................4
..............................................................................................................................................4
............................................................................................................................................12
考点一:顶角为直角的焦点三角形求解离心率的取值范围问题..........................................................................12
考点二:焦点三角形顶角范围与离心率...............................................................................................................16
考点三:共焦点的椭圆与双曲线问题...................................................................................................................19
考点四:椭圆与双曲线的4a通径体.....................................................................................................................21
考点五:椭圆与双曲线的4a直角体.....................................................................................................................24
考点六:椭圆与双曲线的等腰三角形问题............................................................................................................26
考点七:双曲线的4a底边等腰三角形..................................................................................................................28
考点八:焦点到渐近线距离为b............................................................................................................................32
考点九:焦点到渐近线垂线构造的直角三角形....................................................................................................36
考点十:以两焦点为直径的圆与渐近线相交问题................................................................................................38
考点十一:渐近线平行线与面积问题...................................................................................................................41
考点十二:数形结合转化长度角度.......................................................................................................................45
求椭圆或双曲线的离心率、与双曲线的渐近线有关的问题,多以选择、填空题的形式考查,难度中等.
考点要求 考题统计 考情分析
离心率 2023年新高考I卷第5、16题,10分 离心率问题一直是高考每年必考,对圆锥曲线概念和几
2023年甲卷第9题,5分 何性质的考查为主,一般不
2022年甲卷第10题,5分 会出太难,二轮复习我们需
2022年浙江卷第16题,4分 要掌握一些基本的性质和常
规的处理方法,挖掘椭圆双
2021年甲卷第5题,5分
曲线的几何性质下手.
2021年天津卷第8题,5分
求离心率范围的方法
一、建立不等式法:
1、利用曲线的范围建立不等关系.
2、利用线段长度的大小建立不等关系. 为椭圆 的左、右焦点, 为椭圆
上的任意一点, ; 为双曲线 的左、右焦点, 为双曲线
上的任一点, .
3、利用角度长度的大小建立不等关系. 为椭圆 的左、右焦点, 为椭圆上的动点,
若 ,则椭圆离心率 的取值范围为 .4、利用题目不等关系建立不等关系.
5、利用判别式建立不等关系.
6、利用与双曲线渐近线的斜率比较建立不等关系.
7、利用基本不等式,建立不等关系.
1.(2023•新高考Ⅰ)设椭圆 , 的离心率分别为 , .若 ,
则
A. B. C. D.
【答案】
【解析】由椭圆 可得 , , ,
椭圆 的离心率为 ,
, , ,
,
或 (舍去).
故选: .
2.(2023•甲卷)已知双曲线 的离心率为 , 的一条渐近线与圆
交于 , 两点,则
A. B. C. D.
【答案】
【解析】双曲线 的离心率为 ,
可得 ,所以 ,
所以双曲线的渐近线方程为: ,
一条渐近线与圆 交于 , 两点,圆的圆心 ,半径为1,
圆的圆心到直线 的距离为: ,所以 .
故选: .
3.(2022•甲卷)椭圆 的左顶点为 ,点 , 均在 上,且关于 轴对称.若
直线 , 的斜率之积为 ,则 的离心率为
A. B. C. D.
【答案】
【解析】已知 ,设 , ,则 , ,
,
,
故 ①,
,即 ②,
②代入①整理得: ,
.
故选: .
4.(2021•甲卷)已知 , 是双曲线 的两个焦点, 为 上一点,且 , ,
则 的离心率为
A. B. C. D.
【答案】
【解析】设 , ,
则根据题意及余弦定理可得:
,解得 ,所求离心率为 .
故选: .
5.(2021•天津)已知双曲线 的右焦点与抛物线 的焦点重合,抛物
线的准线交双曲线于 , 两点,交双曲线的渐近线于 , 两点,若 ,则双曲线的离心
率为
A. B. C.2 D.3
【答案】
【解析】解由题意可得抛物线的准线方程为 ,
由题意可得: ,渐近线的方程为: ,
可得 , ,
, ,
所以 , ,
由 ,
解得: ,即 ,
所以双曲线的离心率 .
故选: .
6.(2022•甲卷)已知椭圆 的离心率为 , , 分别为 的左、右顶点, 为
的上顶点.若 ,则 的方程为
A. B.
C. D.
【答案】
【解析】由椭圆的离心率可设椭圆方程为 ,则 ,
由平面向量数量积的运算法则可得:
, ,
则椭圆方程为 .
故选: .
7.(2022•全国)若双曲线 的一条渐近线与直线 垂直,则 的离心率
为
A.5 B. C. D.
【答案】
【解析】由双曲线 的方程可得渐近线方程为 ,
由题意可得 ,
所以双曲线的离心率 ,
故选: .
8.(多选题)(2022•乙卷)双曲线 的两个焦点为 , ,以 的实轴为直径的圆记为 ,过 作
的切线与 交于 , 两点,且 ,则 的离心率为
A. B. C. D.
【答案】
【解析】当直线与双曲线交于两支时,设双曲线的方程为 ,设过 的切线与圆 相切于点 ,
则 , ,又 ,
所以 ,
过点 作 于点 ,
所以 ,又 为 的中点,
所以 , ,
因为 , ,所以 ,
所以 ,则 ,
所以 ,
由双曲线的定义可知 ,
所以 ,可得 ,即 ,
所以 的离心率 .
情况二:当直线与双曲线交于一支时,
如图,记切点为 ,连接 ,则 , ,过 作 于 ,则 ,因为 ,所以 , ,
,即 ,
所以 , 正确.
故选: .
9.(2023•新高考Ⅰ)已知双曲线 的左、右焦点分别为 , .点 在 上,
点 在 轴上, , ,则 的离心率为 .
【答案】
【解析】(法一)如图,设 , , ,
设 ,则 ,
又 ,则 ,可得 ,
又 ,且 ,
则 ,化简得 .
又点 在 上,
则 ,整理可得 ,
代 ,可得 ,即 ,解得 或 (舍去),
故 .
(法二)由 ,得 ,
设 ,由对称性可得 ,
则 ,
设 ,则 ,
所以 ,解得 ,
所以 ,
在△ 中,由余弦定理可得 ,
即 ,则 .
故答案为: .
10.(2022•浙江)已知双曲线 的左焦点为 ,过 且斜率为 的直线交双曲线于
点 , ,交双曲线的渐近线于点 , 且 .若 ,则双曲线的离心率是
.
【答案】 .
【解析】(法一)如图,过点 作 轴于点 ,过点 作 轴于点 ,
由于 , 且 ,则点 在渐近线 上,不妨设 ,设直线 的倾斜角为 ,则 ,则 ,即 ,则 ,
,
又 ,则 ,
又 ,则 ,则 ,
点 的坐标为 ,
,即 ,
.
(法二)由 ,解得 ,
又 ,
所以点 的纵坐标为 ,
代入方程 中,解得 ,
所以 ,代入双曲线方程中,可得 ,
所以 .
故答案为: .考点一:顶角为直角的焦点三角形求解离心率的取值范围问题
顶角为直角的焦点三角形求解离心率的取值范围问题,如图所示:
1 1
e= =
sinα+cosα π
√2sin(α+ )
椭圆: 4 ,根据α范围求解值域.
1 1
e= =
cosα−sinα π
√2cos(α+ )
双曲线: 4 ,根据α范围求解值域.
【例1】(2024·重庆沙坪坝·高三重庆八中校考阶段练习)已知椭圆 上一点 ,它关
于原点的对称点为 ,点 为椭圆右焦点,且满足 ,设 ,且 ,则该椭圆的
离心率 的取值范围是( )A. B. C. D.
【答案】B
【解析】如图所示,设椭圆得左焦点为 ,连接 ,
则四边形 为矩形,
则 ,
所以 ,
在 中,由 ,
得 ,
所以 ,
所以 ,
因为 ,所以 ,
所以 ,
所以 .
故选:B.
【变式1-1】(2024·高三单元测试)已知椭圆 (a>b>0)上有一点A,它关于原点的对称点为
B,点F为椭圆的右焦点,且AF⊥BF,设 ,且 ,则该椭圆的离心率e的取值范围为
( )A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】如图所示,
设椭圆的左焦点为 ,连接 , .
则四边形 为矩形.
因此 . .所以 , .
.
,
,
,
,
其中 ,
.
.故选:A.
【变式1-2】(2024·宁夏银川·高三银川二中校考阶段练习)已知椭圆 上有一点 ,它
关于原点的对称点为 ,点 为椭圆的右焦点,且满足 ,设 ,且 ,则该椭
圆的离心率 的取值范围为( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】设椭圆的左焦点为 ,连接 , ,可知四边形 为矩形,从而可知 ,
且 ,由 ,可得 , ,结合 ,可得
,根据 ,求出范围即可.如图所示,设椭圆的左焦点为 ,连接 , ,则
四边形 为矩形,
所以 , ,
由 ,可得 , ,
,即 ,
∵ , ,
, ,
.
故选:A.【变式1-3】(2024·河南驻马店·高三统考期末)已知双曲线 右支上非顶点的一点 关
于原点 的对称点为 , 为其右焦点,若 ,设 且 ,则双曲线 离心率
的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
如图所示,设双曲线的左焦点为 ,连接 ,
因为 ,所以四边形 为矩形,
所以 ,
因为 , , ,
所以 ,
所以 ,
∵ ,∴ , ,
∴ ,
故选:C
考点二:焦点三角形顶角范围与离心率
x2 y2
+ =1(a>b>0)
是椭圆a2 b2
的焦点,点 在椭圆上,
∠F
1
PF
2
=θ
,则
cosθ≥1−2e2
(当且仅当
动点为短轴端点时取等号).
【例2】(2024·辽宁葫芦岛·高三统考期末)已知点 分别是椭圆 的左、右焦点,点 是椭圆上的一个动点,若使得满足 是直角三角形的动点 恰好有6个,则该椭圆的离心率为
( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】由题意知,椭圆的最大张角为 ,所以 ,所以 ,所以 ,
故选:C.
【变式2-1】(2024·江西抚州·高三统考期末)设 是椭圆的两个焦点,若椭圆上存在点 ,使
,则椭圆离心率的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】F(-c,0),F(c,0),c>0,设P ,则|PF |=a+ex ,|PF |=a-ex.
1 2 1 1 2 1
在△ 中,由余弦定理得 ,
解得 .∵ ,∴0≤ <a2,即 .且
∴ .故椭圆离心率的取范围是 e∈
【变式2-2】(2024·宁夏·高三校联考阶段练习)已知 , 是椭圆 的两个焦点,
若椭圆C上存在点 ,使得 ,则椭圆的离心率的取值范围为( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】若椭圆C上存在点 ,使得 ,即以 为直径的圆与椭圆 有交
点,设 , ,解得 ,即 , ,又 ,故 .
故选:B.
【变式2-3】(2024·高三课时练习)已知椭圆 的两个焦点分别为 ,若椭圆上存
在点 使得 是钝角,则椭圆离心率的取值范围是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】
当动点 从椭圆长轴端点处沿椭圆弧向短轴端点运动时, 对两个焦点的张角 渐渐增大,当且仅当
点位于短轴端点 处时,张角 达到最大值.
∵椭圆上存在点 使得 是钝角,∴ 中, ,
∴ 中, ,∴ ,
∴ ,∴ ,∴ ,
∵ ,∴ .椭圆离心率的取值范围是 ,故选B.
考点三:共焦点的椭圆与双曲线问题
α α
sin2 cos2
2 2
+ =1
e e
椭 2 双 2 ,与基本不等式联姻求解离心率的取值范围【例3】(2024·全国·高三专题练习)已知椭圆和双曲线有共同的焦点 , , 是它们的一个交点,且
,记椭圆和双曲线的离心率分别为 , ,则当 取最大值时, , 的值分别是( )
A. , B. , C. , D. ,
【答案】A
【解析】不妨设椭圆与双曲线的标准方程分别为: , , ,
.
设 , . .则 , ,∴ , .
因为 ,
所以 ,
即 .
∴ ,∴ ,
∴ ,则 ,当且仅当 , 时取等号.
故选:A.
【变式3-1】(2024·湖南·高三校联考期末)已知椭圆和双曲线有共同的焦点 , , , 分别是它们在
第一象限和第三象限的交点,且 ,记椭圆和双曲线的离心率分别为 , ,则 最小值等
于 .
【答案】
【解析】设椭圆长半轴为 ,双曲线实半轴为 , , ,
为两曲线在第一象限的交点, 为两曲线在第三象限的交点,如图,由椭圆和双曲线定义与对称性知 , ,
四边形 为平行四边形, ,
,而 ,则 ,因此 ,
即 ,于是有 ,则 , ,
所以 ,当且仅当 , 时取
等号.
故答案为:
【变式3-2】(2024·湖北咸宁·校考模拟预测)已知中心在原点的椭圆与双曲线有公共焦点,左右焦点分别
为 ,且两条曲线在第一象限的交点为 , 是以 为底边的等腰三角形,若 ,椭圆
与双曲线的离心率分别为 ,则 的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
设椭圆与双曲线的半焦距为c,椭圆长半轴为 ,双曲线实半轴为 , , ,
是以 为底边的等腰三角形,点 在第一象限内,
,
即 , ,且 , ,
, ,解得: .
在双曲线中, , ;在椭圆中, , ;
;
, ,则 , ,
可得: ,
的取值范围为 .
故选:B.
考点四:椭圆与双曲线的4a通径体
椭圆与双曲线的4a通径体
如图,若 ,易知 ,若 ,则一定有 ,根据
可得 ,即
【例4】(2024·河南新乡·高三统考期末)设双曲线 的左、右焦点分别是 、 ,
过 的直线交双曲线 的左支于 、 两点,若 ,且 ,则双曲线 的离心率是
( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】如下图所示:,由双曲线的定义可得 ,
所以, ,则 ,
由余弦定理可得 ,
,
因为 ,
故 ,整理可得 ,故该双曲线的离心率为 .
故选:B.
【变式4-1】(2024·甘肃庆阳·高三校联考阶段练习)已知 , 分别是椭圆 : 的
左、右焦点,过点 的直线交椭圆C于M,N两点.若 ,且 ,则椭圆C 的离
心率为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】因为 ,
所以可设 , , ,
因为 ,所以 ,解得 ,
因为 ,所以 , , ,所以 ,
在 中, , ,
由 ,可得 ,
即椭圆 的离心率为 .
故选:B.
【变式4-2】(2024·湖南衡阳·校联考模拟预测)已知椭圆 的左、右焦点分别为 、
,过 作直线 与椭圆相交于 、 两点, ,且 ,则椭圆的离心率为
( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】如图所示,设 , ,设 ,则 ,
在 中, ,
由椭圆定义可知 , ,
,解得 ,
所以 , ,
在 中,可得 ,在 中,由余弦定理可得 ,
,
,即 0,
解得 ,所以椭圆离心率 .
故选:D.
考点五:椭圆与双曲线的4a直角体
|λ−1|
如左图,若 AF 2 ⊥AB ,AB过原点,且 ⃗AF 1 =λ⃗F 1 B , ∠AF 1 F 2 =α ,则
ecosα=
λ+1 可得离心率.
如右图,若
BF
2
⊥AC
,AB过原点,且
⃗AF
2
=λ⃗F
2
C(0<λ<1)
,通过补全矩形,可得
AF
1
⊥AC
,
λ+1 b2 |λ−1|
|AF|= ⋅ ecosα=
2 2 a ,借助公式 λ+1 可得离心率.【例5】(2024·山东济南·校联考)设 , 分别是椭圆 的左、右焦点,过 的直
线交椭圆于 , 两点,且 , ,则椭圆 的离心率为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】因为 ,不妨令 ,
过 的直线交椭圆于 , 两点,由椭圆的定义可得, , ,
则 , ,
又 ,所以 ,则 和 都是直角三角形,
则 ,即 ,解得 ,
所以 , ,又 , ,
所以 ,因此 ,所以椭圆 的离心率为 .
故选:C.
【变式5-1】(2024·安徽池州·高三统考期末)设 分别是椭圆 的左、右焦点,
过点 的直线交椭圆 于 两点,若 ,且 ,则椭圆 的离心率是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】设 ,再由是等腰直角三角形
,故选D,
【变式5-2】(2024·湖北黄冈·高三统考期末)已知椭圆 的左、右焦点分别为 ,
,过 的直线交椭圆于A,B两点, ,且 ,椭圆 的离心率为 ,则实数
( )
A. B.2 C. D.3
【答案】D
【解析】因为 ,设 ,由椭圆的定义可得: ,则
,因为 ,所以 ,
所以 ,即 ,又因为椭圆 的离心率为 ,
所以 ,则有 ,
所以 ,则 ,则 ,
由 ,所以 ,因为 ,所以 ,
所以 ,即 ,解得: ,
故选: .
考点六:椭圆与双曲线的等腰三角形问题
同角余弦定理使用两次
【例6】已知椭圆C的焦点为 ,过F 的直线与C交于A,B两点.若 ,
2
,则C的方程为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】法一:如图,由已知可设 ,则 ,由椭圆的定义有.在 中,由余弦定理推论得
.在 中,由余弦定理得 ,解得 .
所求椭圆方程为 ,故选B.
法二:由已知可设 ,则 ,由椭圆的定义有
.在 和 中,由余弦定理得
,又 互补, ,两式消去
,得 ,解得 .
所求椭圆方程为 ,故选B.
【变式6-1】(2024·江西九江·高三九江一中校考期末)已知双曲线 左右焦点为 ,
,过 的直线与双曲线的右支交于P,Q两点,且 ,若 为以Q为顶角的等腰三角形,
则双曲线的离心率为( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】由题意 ,
又 ,所以 ,从而 , , ,
中, ,中. ,
所以 , ,所以 ,
故选:C.
【变式6-2】(2024·辽宁沈阳·高三沈阳二中校考阶段练习)已知双曲线 左右焦点为 ,
,过 的直线与双曲线的右支交于 , 两点,且 ,若 为以 为顶角的等腰三角形,
则双曲线的离心率为( )
A.3 B.2 C. D.
【答案】C
【解析】由题意 ,
又 ,所以 ,从而 , , ,
中, ,
中. ,
所以 , ,所以 ,
故选:C.
考点七:双曲线的4a底边等腰三角形
当 或者 时,令 ,则一定存在① ,②
【例7】(2024·河南·高三校联考阶段练习)设 为双曲线 : ( , )的右焦点,直线 : (其中 为双曲线 的半焦距)与双曲线 的左、右两支分别交于 , 两点,若
,则双曲线 的离心率是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】设双曲线 的左焦点为 ,如图,取线段 的中点 ,连接 ,则 .因为
,所以 ,即 ,则 .设 .因为
,所以 ,则
,从而 ,故 ,解得 .因为直线 的斜
率为 ,所以 ,整理得 ,即 ,
故选:D.
【变式7-1】(2024·贵州·校联考模拟预测)设 为双曲线C: 的右焦点,直线l:
(其中c为双曲线C的半焦距)与双曲线C的左、右两支分别交于M,N两点,若
,则双曲线C的离心率是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】设双曲线C的左焦点为 ,如图,取线段 的中点H,连接 ,则 .因为 ,所以 ,即 ,则 .
设 .因为 ,
所以 ,则 ,从而 ,故
,解得 .
因为直线l的斜率为 ,所以 ,整理得 ,即 ,则
,故 .
故选:C
【变式7-2】(2024·全国·高三长垣市第一中学校联考开学考试)设双曲线 的左、右
焦点分别为 ,过点 作斜率为 的直线 与双曲线 的左、右两支分别交于 两点,且
,则双曲线 的离心率为( )
A. B. C. D.2
【答案】A
【解析】如图,设 为 的中点,连接 .
易知 ,所以 ,所以 .
因为 为 的中点,所以 .
设 ,因为 ,所以 .
因为 ,所以 .
所以 .
因为 是 的中点, ,所以 .在Rt 中, ;
在Rt 中, .
所以 ,解得 .
所以 .
因为直线 的斜率为 ,
所以 ,所以 ,
,所以离心率为 .
故选:A
【变式7-3】(2024·全国·模拟预测)已知 , 分别为双曲线 的左、右焦点,
过 的直线与双曲线 的左支交于 , 两点,连接 , ,在 中, ,
,则双曲线 的离心率为( )
A.3 B. C. D.2
【答案】D
【解析】设 ,则由双曲线定义可得 , , ,由 可得
,再在 中根据余弦定理即可列出式子求出离心率.设 ,则由双曲线定义可得
,,则 ,
则 ,解得 ,从而 .
在 中, ,
即 ,解得 .
故选:D.
考点八:焦点到渐近线距离为b
双曲线的特征三角形,如图所示,设渐近线 , ,过右焦点作 , ,
由于渐近线方程为 ,故 ,且斜边 ,故 ,故
, .
【例8】(2024·河南新乡·高三校联考阶段练习)已知双曲线 的左、右焦点分别为
,过 作双曲线 的一条渐近线的垂线 ,垂足为 ,直线 与双曲线 的左支交于 点 ,且 恰
为线段 的中点,则双曲线 的离心率为 ( )
A. B. C.2 D.
【答案】D
【解析】连结 ,因为点 分别为 和 的中点,
所以 ,且
设点 到一条渐近线 的距离 ,所以
,又 ,所以 ,中,满足 ,
整理为: ,
双曲线的离心率 .
故选:D
【变式8-1】(2024·吉林白山·高三校联考阶段练习)已知双曲线 的左右焦点分别为 ,
,以 为直径的圆与双曲线的一条渐近线交于点 (异于坐标原点 ),若线段 交双曲线于点 ,
且 则该双曲线的离心率为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】不妨设渐近线的方程为 ,因为 , 为 的中点,
所以 为 的中点,
将直线 , 的方程联立 ,可得 ,
又 ,所以 即 ,
又 点在双曲线上,所以 ,解得 ,
所以该双曲线的离心率为 ,
故选:A.【变式8-2】(2024·山西运城·高三统考期末)已知双曲线 的左、右焦点分别为 、 ,
以 为直径的圆与双曲线的一条渐近线交于点 ,若线段 交双曲线于点 ,且 ,则双
曲线的离心率为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】根据题意,不妨取点 在第二象限,题中条件,得到 ,记 ,求出
,根据双曲线定义,得到 , ,在 中,由余弦定理,即可得出结果.
因为以 为直径的圆与双曲线的一条渐近线交于点 ,不妨取点 在第二象限,
所以 ,则 ,
因为双曲线 的渐近线方程为 ,则 ,所以 ;
记 ,则 ,由 解得 ,
因为 ,由双曲线的定义可得 ,所以 , ,
由余弦定理可得: ,
则 ,所以 ,整理得 ,解得 ,
所以双曲线的离心率为 .
故选:C.【变式8-3】(2024·辽宁·统考模拟预测)已知双曲线 : 的一个焦点为 ,过 作双
曲线 的一条渐近线的垂线,垂足为 .若 ( 为坐标原点)的面积等于 ( 为双曲线 的半焦距),
则双曲线 的离心率为( )
A. B. C.2 D.
【答案】A
【解析】设双曲线 : 的右焦点 ,
双曲线 的一条渐近线方程设为 ,
可得 , ,
的面积为 ,即有 ,
化为 , ,解得 .
故选:A.
【变式8-4】(2024·广西南宁·统考)已知双曲线 的左焦点为 ,过点 的直线
与两条渐近线的交点分别为 两点(点 位于点M与点N之间),且 ,又过点 作
于P(点O为坐标原点),且 ,则双曲线E的离心率 ( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】不妨设 在第二象限, 在第三象限,如下图所示:
因为 , ,所以 ,
所以 , ,又 ,所以 ,
所以 ,所以 ,
因为 ,所以 ,
所以 ,所以 .
故选:C.
考点九:焦点到渐近线垂线构造的直角三角形
利用几何法转化
【例9】(2024·江西九江·高三九江一中校考阶段练习) 是双曲线 的左焦点,过
点 作双曲线的一条渐近线的垂线,垂足为 ,交另一条渐近线于点 .若 ,则此双曲线的离心
率为( )
A.2 B. C. D.
【答案】D
【解析】由题意得: ,双曲线渐近线方程为:
若 为直线 与 交点, 为直线 与 交点
则 直线 方程为: ,与 联立可得:
直线 方程与 联立可得:
由 得: ,即
,即 ,解得: 或 (舍)由双曲线对称性可知,当 为直线 与 交点, 为直线 与 交点时,结论一致
故选:
【变式9-1】(2024·广西玉林·校考模拟预测)过双曲线C: (a>0,b>0)的右焦点F引一条渐近
线的垂线,与另一条渐近线相交于第二象限,则双曲线C的离心率的取值范围是( )
A.( ,+∞) B.( ,+∞) C.(2,+∞) D.(3,+∞)
【答案】A
【解析】由题意双曲线C: 的渐近线 ,右焦点 ,
不妨设过右焦点 与双曲线的一条渐近线垂直的直线方程为
与 联立得 ,所以 , ,所以交点坐标为 ,因
为交点在第二象限,所以 ,因为 , , ,所以 , ,所以 ,
即 ,因为 ,所以 ,即
故选:A
【变式9-2】(2024·江西新余·统考)已知双曲线 ,过右焦点 作 的一条渐近
线的垂线 ,垂足为点 , 与 的另一条渐近线交于点 ,若 ,则 的离心率为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】如下图所示:双曲线的渐近线方程为 ,即 ,
所以, ,则 ,
因为 ,则 ,
设 ,则 ,所以, ,
, ,
由二倍角的正切公式可得 ,即 ,可得 ,
因此, .
故选:A.
考点十:以两焦点为直径的圆与渐近线相交问题
b
y= x
以 F 1 F 2为直径作圆,交一条渐近线 a 于点B, BF 1交另一条渐近线于点A,则令 ∠BOF 2 =α ,则
α
∠BF 1 F 2 = 2, e= √1+tan2α
【例10】(2024·全国·校联考)过双曲线 的右焦点 作 轴的垂线,与双曲线 及
其一条渐近线在第一象限分别交于 两点,且 为坐标原点),则该双曲线的离心率是
( )
A.2. B. C. D.
【答案】D【解析】设双曲线的半焦距为 ,由 得到 ,由 得到 ,
而 , ,即点A是线段FB的中点,
所以 ,所以 .
故选:D
【变式10-1】(2024·山西晋城·统考)设 , 是双曲线 : 的左、右焦点,以线
段 为直径的圆与直线 在第一象限交于点 ,若 ,则双曲线 的离心率为
( )
A. B.
C. D.2
【答案】A
【解析】由题意可得 ,
即有 为等腰三角形,
设 ,
则 ,
所以
即为 ,
所以 ,故选:A
【变式10-2】(2024·河北衡水·高三河北衡水中学校考阶段练习)已知双曲线 的
左,右焦点分别为F,F,若以FF 为直径的圆和曲线C在第一象限交于点P,且△POF 恰好为正三角形,
1 2 1 2 2
则双曲线C的离心率为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】连接 , 设 ,
则由题意可得 是直角三角形,
由 恰好为正三角形得, ,
∴ ,∴ ,
,
.
故选:C.
【变式10-3】(2024·陕西宝鸡·统考)已知双曲线 的左、右焦点分别为 , ,
且以 为直径的圆与双曲线 的渐近线在第四象限交点为 , 交双曲线左支于 ,若 ,则
双曲线的离心率为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】写出圆方程,与渐近线方程联立解得得 点坐标,由 可表示出 点坐标, 点坐标代
入双曲线方程整理后可求得 . ,圆方程为 ,
由 , 由 , ,解得 ,即 ,设Q(x,y),由 , ,得 , ,
0 0
因为 在双曲线上,
∴ , ,
解得 ( 舍去),
故选:A
考点十一:渐近线平行线与面积问题
a2b2
①双曲线C: 上的任意点P到双曲线C的两条渐近线的距离的乘积是一个常数
c2
②双曲线C: 上的任意点P作双曲线C的两条渐近线的平行线,分别交于A,B两点,则
c2 ab a2 −b2
|PA||PB| 是一个常数 4 , S AOBP = 2 , O⃗A⋅O⃗B= 4
【例11】(2024·北京·人大附中校考)已知 , 分别为双曲线C: 的左、右焦点,
过 作C的两条渐近线的平行线,与渐近线交于M,N两点.若 ,则C的离心率为( )
A.2 B. C. D.
【答案】C
【解析】易知MN关于x轴对称,令 , ,
∴ , ,∴ ,∴ ., , ,
∴ ,
∴ .
故选: C.
【变式11-1】(2024·山东潍坊·高三统考期末)已知双曲线 上一点 坐标为
为双曲线 的右焦点,且 垂直于 轴.过点 分别作双曲线 的两条渐近线的平行线,
它们与两条渐近线围成的图形面积等于 ,则该双曲线的离心率是 .
【答案】 或
【解析】由题意知, ,
双曲线 的渐近线方程为 ,设过点 且与渐近线 平行的直线与渐近线 相交于点 ,如图所示,
直线 的方程为 ,
将其与 联立,解得 , ,即 , ,
,
点 , 到直线 的距离为 ,
所围图形面积等于1,
,即 ,
化简得 ,
点 , 在双曲线上, ,即 ,
,
又 , , 或 , ,
离心率 或 .
故答案为: 或 .【变式11-2】(2024·重庆沙坪坝·高三重庆八中校考阶段练习)过双曲线 : ( , )
右支上一点 作两条渐近线的平行线分别与另一渐近线交于点 , , 为坐标原点,设 的面积
为 ,若 ,则双曲线 的离心率取值范围为 .(用区间作答)
【答案】
【解析】设 , 是过P与渐近线 平行的直线,交y轴于 点,与渐近线
交于 ,
则 ,即 ,
联立 解得 ,
则 ,由题知四边形 是平行四边形,
又 在双曲线上,应满足 ,即
则
则 ,解得 ,
可得离心率所以离心率的范围为 ,
故答案为:
考点十二:数形结合转化长度角度
数形结合
【例12】(2024·四川泸州·高三四川省泸县第一中学校考阶段练习)已知 分别为双曲线
的左、右焦点, 是 左支上一点, ,若存在点 满足
,则 的离心率为 .
【答案】
【解析】
因为 ,所以 是 的中点,又 为 的中点,
所以 ,因为 ,所以 ,所以 ,
设 ,则 , ,且 在双曲线上,
则 ,即 ,又 ,即 ,
所以 .
故答案为: .
【变式12-1】(2024·内蒙古赤峰·高三校考期末)已知双曲线 的左、右焦点分别为 ,点 在 上,且 ,射线 分别交 于 两点( 为坐标原点),若
,则 的离心率为 .
【答案】
【解析】由双曲线的对称性得 ,由 ,得 ,
不妨设点 在 的右支上,且 ,
在 中,由双曲线定义知 ,
由勾股定理得 ,
则 ,
且
又 , ,所以 ,
则在 中,由 ,得 ,
化简得 ,
即 ,所以 ,
所以 ,化简得 .
所以 的离心率为 .
故答案为: .
【变式12-2】(2024·福建龙岩·高三福建省连城县第一中学校考期末)如图,已知双曲线
的左、右焦点分别为 是C上位于第一象限内的一点,且直线 轴的正半轴交于A点,
的内切圆在边 上的切点为N,若 ,则双曲线C的离心率为 .【答案】
【解析】设 的内切圆在边 的切点分别为 ,如图:
则 得 ,
又 ,则 ,
得 ,
又 ,得 ,所以双曲线的离心率为 ,
故答案为: .