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重难点突破04 轻松搞定圆锥曲线离心率十九大模型
目录
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.
二、函数法:
1、根据题设条件,如曲线的定义、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、通过确定函数的定义域;
3、利用函数求值域的方法求解离心率的范围.
三、坐标法:
由条件求出坐标代入曲线方程建立等量关系.
题型一:建立关于 和 的一次或二次方程与不等式
例1.(2023·全国·高三专题练习)在平面直角坐标系xOy中,已知椭圆 与双曲线 共焦点,双曲线
实轴的两顶点将椭圆 的长轴三等分,两曲线的交点与两焦点共圆,则双曲线 的离心率为( )
A. B.2 C. D.
【答案】C
【解析】设双曲线 的实半轴长为a,由双曲线 实轴的两顶点将椭圆 的长轴三等分,可得椭圆的长半轴为3a,半焦距为c,设P为椭圆与双曲线在第一象限的交点,设 , ,则 ,可
得 ,
由题意P在以 为直径的圆上,所以 ,
所以可得 ,即离心率 ,
故选:C
例2.(2023·湖南·高三校联考阶段练习)已知椭圆 的左、右焦点分别为 ,经
过 的直线交椭圆 于 两点, 为坐标原点,且 ,则椭圆 的离心率
为 .
【答案】 /
【解析】因为 ,所以 ,
即 ,
所以 ,所以 .
设 ,则 ,所以 ,
由 得 ,
所以 ,所以 ,
在 中,由 ,
得 ,所以 .
故答案为: .例3.(2023·海南海口·高三统考期中)已知双曲线 的左顶点为A,右焦点为
,过点A的直线l与圆 相切,与C交于另一点B,且 ,则C的离心
率为( )
A.3 B. C.2 D.
【答案】A
【解析】显然圆 的圆心为 ,半径为 ,令直线l与圆相切的切点为 ,连接
,
则 ,有 ,而 ,又 ,因此 ,解得 ,
所以双曲线C的离心率为 .
故选:A
变式1.(2023·贵州·校联考模拟预测)已知右焦点为 的椭圆 : 上的三点 , ,
满足直线 过坐标原点,若 于点 ,且 ,则 的离心率是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】设椭圆左焦点为 ,连接 , , ,
设 , ,结合椭圆对称性得 ,
由椭圆定义得 , ,则 .
因为 , ,
则四边形 为平行四边形,
则 ,而 ,故 ,
则 ,即 ,整理得 ,在 中, ,
即 ,即 ,
∴ ,故 .
故选:A
变式2.(2023·福建龙岩·福建省龙岩第一中学校考模拟预测)已知双曲线 : 的右焦
点为 ,过 分别作 的两条渐近线的平行线与 交于 , 两点,若 ,则 的离心率为
【答案】 /
【解析】如图所示:
设直线方程为 与双曲线方程 联立,
解得 ,
因为 ,
所以 ,
即 ,即 ,
解得 ,
故答案为:变式3.(2023·湖北·高三校联考阶段练习)双曲线 的左焦点为F,直线 与双曲
线C的右支交于点D,A,B为线段 的两个三等分点,且 (O为坐标原点),则双曲
线C的离心率为 .
【答案】
【解析】由题意得 ,取 中点 ,连接 ,设双曲线C的右焦点为 ,连接 ,
因为 ,所以 ,
又A,B为线段 的两个三等分点,所以 ,即 为 的中点,
又 为 的中点,所以 ,故 ,
设 ,则 ,又 ,
由勾股定理得 ,则 ,
由双曲线定义得 ,即 ①,
在Rt 中,由勾股定理得 ,
即 ②,
由①得 ,两边平方得 ,
解得 或 (负值舍去),
将 代入②得 ,故离心率为 .
故答案为:变式4.(2023·河南开封·统考模拟预测)已知 是双曲线 的右顶点,点 在
上, 为 的左焦点,若 的面积为 ,则 的离心率为 .
【答案】
【解析】由题设知: ,则 ,
所以 且 ,易知: ,
又 ,故 ,且 ,
所以 ,则 ,
化简得 ,解得 或 (舍),
综上, ,故 ,则离心率为 .
故答案为:
变式5.(2023·辽宁沈阳·东北育才学校校考一模)如图,在底面半径为1,高为6的圆柱内放置两个球,
使得两个球与圆柱侧面相切,且分别与圆柱的上下底面相切.一个与两球均相切的平面斜截圆柱侧面,得到
的截线是一个椭圆.则该椭圆的离心率为 .
【答案】
【解析】如图所示:由题意可得 ,所以 ,
又因为 ,结合 可知
,
所以 ,而 ,即 ,
所以 ,所以离心率 .
故答案为: .
变式6.(2023·陕西西安·校考三模)已知双曲线 : 的左焦点为 ,过 的直线
与圆 相切于点 ,与双曲线的右支交于点 ,若 ,则双曲线 的离心率为 .
【答案】
【解析】由题知,记右焦点为 ,过 做 如图所示,
与圆 相切,
, ,, ,
为 中点, ,
故 ,且相似比为 ,
即 , ,
,
, ,
在双曲线 中,有 ,
,
, ,
为直角三角形,
,
即 ,
化简可得 ,上式两边同时平方,将 代入可得 ,
则 ,即离心率 .
故答案为:
变式7.(2023·河北·高三校联考期末)双曲线 : 的左焦点为 ,右顶点为 ,过
且垂直于 轴的直线交 的渐近线于点 , 恰为 的角平分线,则 的离心率为 .
【答案】2
【解析】设 ,作出图像,如下图:
根据题意易知 ,且 ,又 ,
所以由勾股定理可得: ,
又 恰为 的角平分线,所以根据角平分线性质定理可得: ,
,又 ,
,
,即 ,
,即 ,
又 ,
所以解得: .
故答案为: .
题型二:圆锥曲线第一定义
例4.(2023·湖南株洲·高三校考阶段练习)已知 分别为双曲线 的左、右焦
点,过原点 的直线 与 交于 两点(点A在第一象限),延长 交 于点 ,若
,则双曲线 的离心率为 .
【答案】
【解析】由题意 关于原点对称,又 也关于原点对称,所以四边形 是平行四边形,所以
,所以 为等边三角形,
则 ,则 ,由双曲线的定义,得 ,
所以 ,则 .
故答案为: .例5.(2023·山西大同·高三统考开学考试)已知椭圆 的左、右焦点分别为 , ,
点 为 上关于坐标原点对称的两点,且 ,且四边形 的面积为 ,则 的离心率
为 .
【答案】
【解析】因为点 为 上关于坐标原点对称的两点,且 ,
所以四边形 为矩形,即 ,
所以 ,
由椭圆定义与勾股定理知: ,
所以 ,所以 ,所以 ,
即C的离心率为 .
故答案为:
例6.(2023·全国·高三专题练习)已知椭圆 的上、下焦点分别为 、 ,焦距为
,与坐标轴不垂直的直线 过 且与椭圆 交于 、 两点,点 为线段 的中点,若
,则椭圆 的离心率为 .
【答案】 /
【解析】因为点 为线段 的中点, ,则 ,
所以, 为等腰直角三角形,设 ,则 ,
由椭圆的定义可得 ,
所以, ,
所以, ,
由勾股定理可得 ,即 ,
整理可得 ,因此,该椭圆的离心率为 .
故答案为: .
变式8.(2023·全国·高三专题练习) , 是椭圆E: 的左,右焦点,点M为椭圆
E上一点,点N在x轴上,满足 , ,则椭圆E的离心率为 .
【答案】
【解析】因为 ,
所以 ,则 是 的角平分线,
所以 ,
又因为 ,
所以 ,设 ,
由椭圆定义得 ,
即 ,解得 ,则 ,
则 ,
所以 ,则 ,
故答案为:
变式9.(2023·四川巴中·高三统考开学考试)已知双曲线 的左、右焦点分别为
,过 斜率为 的直线与 的右支交于点 ,若线段 恰被 轴平分,则 的离心率为( )
A. B. C.2 D.3
【答案】C
【解析】如图,设 交y轴与A,A为 的中点,
因为O为 的中点,故 为 的中位线,
则 ,而 ,则 ,
因为直线 的斜率为 ,故 中, ,
故设 ,则 ,
结合双曲线定义以及P在双曲线右支上,即有 ,
则 ,
故选:C
变式10.(2023·内蒙古赤峰·高三统考开学考试)已知 , 分别为双曲线Ε: 的
左、右焦点,过原点O的直线l与E交于A,B两点(点A在第一象限),延长 交E于点C,若
, ,则双曲线E的离心率为( )A. B.2 C. D.
【答案】A
【解析】结合双曲线的对称性可知, , ,
所以 为等边三角形,则 ,则 .
由双曲线的定义,得 ,所以 , ,
则 .
故选:A
变式11.(2023·广东·高三校联考阶段练习)已知双曲线C: ( , ),斜率为 的
直线l过原点O且与双曲线C交于P,Q两点,且以PQ为直径的圆经过双曲线的一个焦点,则双曲线C的
离心率为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】设双曲线C的左焦点 ,右焦点为 ,P为第二象限上的点,
连接PF, ,QF, ,
根据双曲线的性质和直线l的对称性知,四边形 为平行四边形.
因为以PQ为直径的圆经过双曲线的一个焦点,
所以 ,即四边形 为矩形,
由直线l的斜率为 ,得 ,
又 ,则 是等边三角形,所以 .
在 中, ,则 ,故 ,
又由双曲线定义知 ,所以 ,则 .
故选:B.
变式12.(2023·河南·统考模拟预测)已知双曲线 的上焦点为 ,点P在双曲线的下
支上,若 ,且 的最小值为7,则双曲线E的离心率为( )
A.2或 B.3或 C.2 D.3
【答案】D
【解析】设双曲线 的下焦点为 ,可知 ,
则 ,即 ,
则 ,
当且仅当 三点共线时,等号成立,
由题意可得 ,且 ,
因为 在 上单调递增,且 ,
所以方程 ,且 ,解得 ,
则 ,所以双曲线E的离心率为 .
故选:D.
变式13.(2023·全国·高三专题练习)双曲线具有光学性质,从双曲线一个焦点发出的光线经过双曲线镜面反射,其反射光线的反向延长线经过双曲线的另一个焦点.若双曲线 的左、右焦
点分别为 ,从 发出的光线经过图中的A,B两点反射后,分别经过点C和D,且
,则E的离心率为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】由题意知延长 则必过点 ,如图:
由双曲线的定义知 ,
又因为 ,所以 ,
因为 ,所以 ,
设 ,则 ,因此 ,
从而由 得 ,所以 ,
则 , , ,
又因为 ,所以 ,即 ,即 ,
故选:B.
变式14.(2023·甘肃酒泉·统考三模)已知双曲线 的右焦点为 ,过点 的直线
与双曲线 的右支交于 , 两点,且 ,点 关于原点 的对称点为点 ,若 ,
则双曲线 的离心率为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】设双曲线的左焦点为 ,连接 , , ,如图所示,
又因为 ,所以 ,
所以四边形 为矩形,
设 ,则 ,
由双曲线的定义可得: , ,
又因为 为直角三角形,
所以 ,即 ,解得 ,
所以 , ,
又因为 为直角三角形, ,
所以 ,即: ,
所以 ,即 .
故选:D.
变式15.(2023·山西吕梁·统考二模)已知双曲线 : ( , )的左、右焦点分别为 ,
,直线 与 交于 , 两点, ,且 的面积为 ,则 的离心率是( )A. B. C.2 D.3
【答案】B
【解析】如图,若 在第一象限,因为 ,所以 ,
由图形的对称性知四边形 为矩形,因为 的面积为 ,所以 ,
又因为 ,所以 , ,
在 中, ,解得 .
故选:B
题型三:圆锥曲线第二定义
例7.(2023·全国·高三专题练习)古希腊数学家欧几里得在《几何原本》中描述了圆锥曲线的共性,并给
出了圆锥曲线的统一定义,他指出,平面内到定点的距离与到定直线的距离的比是常数 的点的轨迹叫做
圆锥曲线;当 时,轨迹为椭圆;当 时,轨迹为抛物线;当 时,轨迹为双曲线.则方程
表示的圆锥曲线的离心率 等于( )
A. B. C. D.5
【答案】B
【解析】因为 ,
所以 ,
表示点 到定点 的距离与到定直线 的距离比为 ,
所以 .
故选:B例8.(2023·北京石景山·高三专题练习)已知双曲线 的左、右焦点分别为 , 为
左支上一点, 到左准线的距离为 ,若 、 、 成等比数列,则其离心率的取值范围是( )
A. , B. , C. , D. ,
【答案】D
【解析】 ,
,即 ①,
又 ②.
由①②解得: , ,
又在焦点三角形 中: ,
即: ,即 ,
解得: ,
又 ,
,
故选:D.
例9.(2023·全国·高三专题练习)已知双曲线 的右焦点为 ,过 且斜率为
的直线交 于 、 两点,若 ,则 的离心率为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】设双曲线 的右准线为 ,
过 、 分别作 于 , 于 , 于 ,
如图所示:因为直线 的斜率为 ,
所以直线 的倾斜角为 ,
∴ , ,
由双曲线的第二定义得: ,
又∵ ,
∴ ,
∴
故选:B
题型四:圆锥曲线第三定义(斜率之积)
例10.(2023·云南曲靖·高三校联考阶段练习)已知双曲线 : 虚轴的一个顶点为
,直线 与 交于 , 两点,若 的垂心在 的一条渐近线上,则 的离心率为 .
【答案】
【解析】如图,设 的垂心为 ,则有 ,
不妨设 ,则 ,
因为 在渐近线 上,所以 ,
直线 与 交于 , 两点,
所以 ,解得 ,
所以又因为 ,
所以 ,
整理得, ,所以 ,
故答案为: .
例11.(2023·陕西西安·西安市大明宫中学校考模拟预测)已知椭圆C: 的焦距为
2c,左焦点为F,直线l与C相交于A,B两点,点P是线段AB的中点,P的横坐标为 .若直线l与直
线PF的斜率之积等于 ,则C的离心率为 .
【答案】 /
【解析】 ,
设 ,
因为点P是线段AB的中点,P的横坐标为 ,
所以 ,
则 ,
由直线l与C相交于A,B两点,
得 ,
两式相减得 ,即 ,
所以 ,
即 ,所以 ,
则 ,
所以 ,
所以离心率 .
故答案为: .
例12.(2023·山东济南·高三统考开学考试)已知椭圆 : 的上顶点为 ,两个焦点
为 , ,线段 的垂直平分线过点 ,则椭圆的离心率为 .
【答案】 /
【解析】
如图,设 的垂直平分线与 交于点 ,
由题, , , ,则 ,, ,
,
,化简得, ,
由 ,解得 ,
,即 .
故答案为: .
变式16.(2023·山东青岛·高三统考期末)已知双曲线 与直线 相交于 ,
两点,点 为双曲线 上的一个动点,记直线 , 的斜率分别为 , ,若 ,且双曲线 的
右焦点到其一条渐近线的距离为1,则双曲线 的离心率为 .
【答案】
【解析】设点 , , ,则 且 ,
两式相减,得 ,所以 ,
因为 ,所以 ,所以 ,
所以双曲线的渐近线方程为 ,即 ,
因为焦点 到渐近线 的距离为 ,
所以 ,可得 ,又因为 ,所以 ,
所以双曲线的离心率 .
故答案为:
变式17.(2023·山东·高三校联考开学考试)如图,A, 分别是椭圆 的左、右顶
点,点 在以 为直径的圆 上(点 异于A, 两点),线段 与椭圆 交于另一点 ,若直线 的
斜率是直线 的斜率的4倍,则椭圆 的离心率为( )A. B. C. D.
【答案】C
【解析】设 ,易知 ,
则 , ,
又 ,
所以 .
故选:C
题型五:利用数形结合求解
例13.(2023·广西·模拟预测)如图1所示,双曲线具有光学性质:从双曲线右焦点发出的光线经过双曲
线镜面反射,其反射光线的反向延长线经过双曲线的左焦点.若双曲线 的左、右焦
点分别为 ,从 发出的光线经过图2中的 两点反射后,分别经过点 和 ,且 ,
,则双曲线 的离心率为( )
A. B. C. D.【答案】B
【解析】如图,由 ,有 ,
可得 ,可得 ,有 .
在Rt 中,由 ,
不妨设 ,则 ,由勾股定理得 ,
又由双曲线的定义可得 , ,
根据 可得 ,
解得 ,所以 ,
在Rt 中, ,可得 ,
故双曲线 的离心率为 .
故选:B.
例14.(2023·河北秦皇岛·高三校联考开学考试)已知 是椭圆 的两个焦点,
点 在 上,若 的离心率 ,则使 为直角三角形的点 有( )个
A.2 B.4 C.6 D.8
【答案】D
【解析】由 可得 ,即 ,可得 ,
因此以 为直径作圆与 必有四个不同的交点,
因此 中以 的三角形有四个,
除此之外以 为直角, 为直角的 各有两个,所以存在使 为直角三角形的点 共有8个.
故选:D
例15.(2023·湖北武汉·高三武汉市第六中学校联考阶段练习)过双曲线 的左焦
点F作 的一条切线,设切点为T,该切线与双曲线E在第一象限交于点A,若 ,则双
曲线E的离心率为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】令双曲线 的右焦点为 ,半焦距为c,取线段 中点 ,连接 ,
因为 切圆 于 ,则 ,有 ,
因为 ,则有 , ,
而 为 的中点,于是 ,即 , ,
在 中, ,整理得 ,
所以双曲线E的离心率 .
故选:C
变式18.(2023·云南昆明·高三昆明一中校考阶段练习)已知点 是椭圆
上的一点, 是 的两个焦点,若 ,则椭圆 的离心率的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】由已知,以 为直径的圆与椭圆相交,所以 ,
所以 ,故选:D.
题型六:利用正弦定理
例16.(2023·全国·高三专题练习)已知 , 分别为椭圆 的两个焦点,P是椭圆
E上的点, ,且 ,则椭圆E的离心率为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】由题意及正弦定理得: ,
令 ,则 , ,可得 ,
所以椭圆的离心率为: .
故选:B
例17.(2023·全国·高三专题练习)过椭圆 的左、右焦点 , 作倾斜角分别为 和
的两条直线 , .若两条直线的交点P恰好在椭圆上,则椭圆的离心率为( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】在 中,由正弦定理可得
所以 ,
所以该椭圆的离心率 ,
故选:C.
例18.(2023·江苏·扬州中学高三开学考试)已知椭圆 的左、右焦点分别为 ,
,若椭圆上存在点 (异于长轴的端点),使得 ,则该椭圆离心率 的取
值范围是______.【答案】
【解析】由已知,得 ,由正弦定理,得 ,
所以 .
由椭圆的几何性质,知 ,
所以 且 ,
所以 且 ,
即 且 ,
结合 ,可解得 .
故答案为: .
变式19.(2023·广西南宁·南宁市武鸣区武鸣高级中学校考二模)设 、 分别为椭圆
的左、右焦点,椭圆上存在点M, , ,使得离心率 ,
则e取值范围为 .
【答案】
【解析】由 , ,设 , ,在 中,由正弦定理有:
,
离心率 ,则 :解得: ,
由于 ,得 ,
显然成立,
由 有 ,即 ,得 ,
所以椭圆离心率取值范围为 .
故答案为: .变式20.(2023·江西吉安·高三吉安一中校考开学考试)点P是双曲线 : ( , )
和圆 : 的一个交点,且 ,其中 , 是双曲线 的两个焦点,则双曲
线 的离心率为 .
【答案】 /
【解析】
由题中条件知,圆的直径是双曲线的焦距,则 ,
∴ , , ,
.
故答案为:
变式21.(2023·全国·高三专题练习)已知椭圆 与双曲线 共焦点,F、F 分别
1 2
为左、右焦点,曲线 与 在第一象限交点为 ,且离心率之积为1.若 ,则该双
曲线的离心率为 .
【答案】
【解析】设焦距为2c
在三角形PF F 中,根据正弦定理可得
1 2
因为 ,代入可得,所以
在椭圆中,
在双曲线中,
所以
即
所以
因为椭圆与双曲线的离心率乘积为1
即 ,即
所以
化简得 ,等号两边同时除以
得 ,因为 即为双曲线离心率
所以若双曲线离心率为e,则上式可化为
由一元二次方程求根公式可求得
因为双曲线中
所以
题型七:利用余弦定理
例19.(2023·福建福州·高三福建省福州第八中学校考阶段练习)已知双曲线 的
左、右焦点分别为 ,P是C右支上一点,线段 与C的左支交于点M.若 ,且
,则 的离心率为 .
【答案】
【解析】因为点 是 右支上一点,线段 与 的左支交于点 ,且 , ,
所以 为等边三角形,所以
由双曲线定义得 ,
又由 ,解得 ,
则 且 ,在 中,由余弦定理得 ,
整理得 ,所以双曲线的离心率为 .
故答案为: .
例20.(2023·江苏淮安·高三统考开学考试)椭圆 的左、右焦点分别为 ,上
顶点为A,直线 与椭圆C交于另一点B,若 ,则椭圆C的离心率为 .
【答案】
【解析】由椭圆的性质可得 ,设 ,在 中根据余弦定理结合椭圆的定义可得
,
即 ,
整理可得 ,即 ,故 .
又 ,故 , ,
故 ,即 , ,
故 ,故离心率 .故答案为:
例21.(2023·河北唐山·模拟预测)已知 是椭圆 的左,右焦点, 上两点
满足 ,则 的离心率为 .
【答案】
【解析】如图,
因为 ,所以可设 ,
又 ,所以 ,
由椭圆定义, ,即 ,
又 ,即B点为短轴端点,
所以在 中,
,
又在 中, ,
解得 或 (舍去).故答案为:
变式22.(2023·广东湛江·高三校联考阶段练习)已知双曲线 的离心率为2,左、
右顶点分别为 ,右焦点为 ,点 在 的右支上,且满足 ,则 ( )
A. B.1 C. D.2
【答案】A
【解析】由题意得 , ,则 , ,
由双曲线的对称性,不妨设点 在第一象限,
当 时, ,得 ,则 ,即 ,
所以 , ,
,
在 中,由余弦定理得 ,
因为 为锐角,所以 ,
所以 ,
故选:A
变式23.(2023·河南·校联考二模)已知双曲线 的左、右焦点分别是 , ,P
是双曲线C上的一点,且 , , ,则双曲线C的离心率是( )
A.7 B. C. D.【答案】B
【解析】设双曲线C的半焦距为 ,由题意,点P在双曲线C的右支上, , ,由余
弦定理得 ,解得 ,即 , ,根据双曲线定义得
,解得 ,故双曲线C的离心率 .
故选:B
变式24.(2023·浙江·高三校联考阶段练习)已知椭圆 的左、右焦点分别为 , ,
点 在 上,且 ,直线 与 交于另一点 ,与 轴交于点 ,若 ,则 的离心
率为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】如图,因为 ,所以点 是 的中点,
连接 ,由 ,得 ,
设 ,则 , , .
由余弦定理得 ,
即 ,整理得 ,
则 ,故 .
故选:D
变式25.(2023·江西抚州·高三黎川县第二中学校考开学考试)已知双曲线C: 的右
焦点F的坐标为 ,点P在第一象限且在双曲线C的一条渐近线上,O为坐标原点,若 ,
,则双曲线C的离心率为( )
A. B.2 C. D.3【答案】B
【解析】由题意知点P在第一象限且在双曲线C: 的一条渐近线上,
设渐近线的倾斜角为 ,则 ,即 ,
结合 ,可得 ,
结合题意可知 ,故 ,
又 , ,
在 中利用余弦定理得 ,
即 ,
即 ,即 ,
故 ,解得 或 (舍去),
故选:B
变式26.(2023·广西百色·高三贵港市高级中学校联考阶段练习)已知椭圆C: 的左、
右焦点分别为 , ,点P在C上,若 , ,则C的离心率为 .
【答案】 /
【解析】 , ,O是 的中点,所以 ,
故由 得 ,
因为 , ,所以 ,
在 中, ,在 中, ,
∴ ,即 ,
则 ,离心率为 .
故答案为:
变式27.(2023·广东深圳·高三校联考期中)设 , 是双曲线C: 的左、右焦点,
过 的直线与C的左、右两支分别交于A,B两点,点M在x轴上, , 平分 ,则C
的离心率为( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】
可知, ,得
设 ,则 ,由双曲线的定义可知: .
因为 平分 ,所以 ,故 ,又 ,
即有 , , , , ,
在 , 中,由余弦定理可得,
, ,
由 ,
可得 .
故选:C.
变式28.(2023·云南·高三云南师大附中校考阶段练习)已知双曲线C: 的左、右
焦点分别为 , ,O为坐标原点,过 作C的一条渐近线的垂线,垂足为M,且 ,则C的
离心率为( )
A. B.2 C. D.
【答案】C
【解析】双曲线C的左焦点 ,渐近线 的方程为 ,
由点到直线的距离公式可得 ,
由勾股定理得 ,
在 中, ,所以 ,
在 中, , , ,
,
由余弦定理得 ,
化简得 ,即 ,因此,双曲线C的离心率为 ,
故选:C题型八:内切圆问题
例22.(2023·四川成都·高三成都七中校考阶段练习)双曲线 其左、右焦点分别为
,倾斜角为 的直线 与双曲线H在第一象限交于点P,设 内切圆半径为r,若
,则双曲线H的离心率的取值范围为 .
【答案】
【解析】设 内切圆 与 分别相切于点 ,则 ,
且 ,
所以 ,因为直线 的倾斜角为 ,
所以 ,所以 ,
因为 ,
由双曲线的定义可知, ,所以 ,
即 ,所以 ,
过点 作 轴于点 ,设 ,
则 ,
由双曲线的焦半径公式可得: ,
则 ,因为 ,所以 ,
则 ,即 ,化简可得: ,则双曲线H的离心率的取值范围为 ,
故答案为: .
例23.(2023·全国·高三对口高考)椭圆 的四个顶点 构成菱形的内切圆恰好过
焦点,则椭圆的离心率 .
【答案】
【解析】由题设,内切圆半径为 ,故 ,
所以 ,则 ,即 ,
所以 ,( 舍),故 .
故答案为: .
例24.(2023·广东深圳·校考二模)已知椭圆 的左、右焦点分别为 、 ,
P为椭圆上一点(异于左右顶点), 的内切圆半径为r,若r的最大值为 ,则椭圆的离心率为
.
【答案】 / .
【解析】设内切圆的圆心为 ,连接 ,,
由题意可得: ,
所以当 取到最大值 时, 有最大值,且最大值为 ,
所以 ,整理可得: ,
两边同时平方可得: ,
所以 ,所以 ,解得: 或 (舍去).
故答案为:
变式29.(2023·湖南长沙·高三长沙一中校考阶段练习)双曲线 的左,右焦点分别
为 , ,右支上有一点M,满足 , 的内切圆与y轴相切,则双曲线C的离心率为
.
【答案】 /
【解析】内切圆Q分别与 , , , 轴切于点S,T,N,P
则四边形 、 都为正方形,
设内切圆半径为 ,由圆的切线性质,
则 ,则 ,①
又因为 ,②
且双曲线定义得, ,③
由①、②、③得 ,
所以 ,
从而 ,
由勾股定理, ,所以 ,解得 .故答案为:
变式30.(2023·全国·高三专题练习)已知椭圆 的左、右焦点分别为 ,
,点 是 上一点,点 是直线 与 轴的交点, 的内切圆与 相切于
点 ,若 ,则椭圆 的离心率 .
【答案】
【解析】
设内切圆与AM切于Q,与 切于P,由切线性质知 , ,
,
由对称性知 ,
所以 ,即 ,
所以 ,
所以 .
故答案为:
变式31.(2023·全国·高三专题练习)已知椭圆 : 的左、右焦点分别是 , ,斜
率为 的直线 经过左焦点 且交C于A,B两点(点A在第一象限),设 的内切圆半径为 ,的内切圆半径为 ,若 ,则椭圆的离心率 .
【答案】
【解析】如图所示,由椭圆定义可得 , ,
设 的面积为 , 的面积为 ,因为 ,
所以 ,即 ,
设直线 ,则联立椭圆方程与直线 ,可得
,
由韦达定理得: ,
又 ,即
化简可得 ,即 ,
即 时,有 .
故答案为:
变式32.(2023·福建泉州·高三校考阶段练习)已知椭圆 的左、右焦点分别是 ,
,斜率为 的直线 经过左焦点 且交 于 , 两点(点 在第一象限),设 的内切圆半径为
, 的内切圆半径为 ,若 ,则椭圆的离心率 .【答案】
【解析】如图所示,由椭圆定义可得 , ,
设 的面积为 , 的面积为 ,因为 ,
所以, ,即 ,
设直线 ,则联立椭圆方程与直线 ,可得
,
所以, ,
令 ,则 ,
当 时,有 .
故答案为:
变式33.(2023·山东聊城·统考一模) 是椭圆 的两个焦点, 是椭圆 上异于顶点的一点, 是
的内切圆圆心,若 的面积等于 的面积的3倍,则椭圆 的离心率为 .
【答案】 /0.5
【解析】由于椭圆关于原点对称,不妨设点 在 轴上方.设点 纵坐标为 ,点 纵坐标为 ,内切圆半径为 ,
椭圆长轴长为 ,焦距为 ,
则 ,得 ,又 ,
即 ,又 ,化简得 ,即
,
解得 ,可得离心率为 .
故答案为: .
题型九:椭圆与双曲线共焦点
例25.(2023·全国·高三专题练习)椭圆与双曲线共焦点 , ,它们在第一象限的交点为 ,设
,椭圆与双曲线的离心率分别为 , ,则( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】设椭圆的长轴长为 ,双曲线的实轴长为 ,交点 到两焦点的距离分别为 ,焦
距为 ,利用余弦定理得到 ,再根据椭圆和双曲线的定义,得到 ,
代入求解.设椭圆的长轴长为 ,双曲线的实轴长为 ,
交点 到两焦点的距离分别为 ,焦距为 ,
则 ,
又 , ,故 , ,
所以 ,化简得 ,
即 .
故选:B
例26.(2023·全国·高三专题练习)椭圆与双曲线共焦点 , ,它们的交点 对两公共焦点 , 张的
角为 .椭圆与双曲线的离心率分别为 , ,则
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】设椭圆的长半轴为 ,双曲线的实半轴为 ,半焦距为 ,设 , , ,椭
圆与双曲线的离心率分别为 ,
,由余弦定理可得, ,即
,即 ①,
在椭圆中,由定义得 , ①化简可得 ,即 ,等式两边
同除 ,得 ,即 ②
在双曲线中,由定义得 ,①化简可得 ,即 ,等式两
边同除 ,得 ,即 ③
联立②③得 ,即 ,
故选B
例27.(多选题)(2023·全国·高三专题练习)如图,P是椭圆 与双曲线
在第一象限的交点,且 共焦点 的离心率分别为
,则下列结论不正确的是( )A. B.若 ,则
C.若 ,则 的最小值为2 D.
【答案】ACD
【解析】依题意, ,解得 ,A不正确;
令 ,由余弦定理得: ,
当 时, ,即 ,因此 ,B正确;
当 时, ,即 ,有 ,
而 ,则有 ,解得 ,C不正确;
,
,于是得 ,
解得 ,而 ,因此 ,D不正确.
故选:ACD
变式34.(多选题)(2023·全国·高三专题练习)如图, 是椭圆 与双曲线
( )在第一象限的交点,且 共焦点 的离心率分别
为 ,则下列结论正确的是( )A.
B.若 ,则
C.若 ,则 的最小值为2
D.
【答案】AB
【解析】对A:由椭圆和双曲线的定义: ,故 ,
故A正确;
对B:在 中,由余弦定理:
即 ,故 时, ,故B正确;
对C: 时, ,由 (当且仅当 时等号成立),
,所以等号取不到,故C错误;
对D:对△ ,将其视作是椭圆中的焦点三角形,
则由余弦定理可得 ,
解得 ,故 ,
同理,将△ 视作双曲线中的焦点三角形,则 ,
则 ,故D错误.故选:AB.
变式35.(多选题)(2023·全国·高三专题练习)如图, 是椭圆 与双曲线
在第一象限的交点,且 共焦点 的离心率分别为
,则下列结论正确的是( )
A. B.若 ,则
C.若 ,则 的最小值为2 D.
【答案】ABD
【解析】由椭圆和双曲线的定义得: ,解得 , ,A正确;
在 中,由余弦定理得: ,
整理得 , ,即 ,
当 时, ,即 ,B正确;
当 时, , ,
当且仅当 时取“=”,而 ,C不正确;
在椭圆中, ,即 ,
在双曲线中, ,即
,于是得 ,而 ,则 ,D正确.
故选:ABD
变式36.(2023·新疆·统考三模)在 中, , , ,椭圆 和双曲线 以A,B
为公共焦点且都经过点C,则 与 的离心率之和为 .
【答案】 /
【解析】如图所示,
在△ABC中,由 , , ,得
,
所以 ,
由题意可得椭圆与双曲线的焦距为 ,
又因为椭圆的 ,双曲线的 ,
所以两个曲线的离心率之和为: ,
故答案为: .
题型十:利用最大顶角
例28.(2023·全国·高二课时练习)已知椭圆 : ,点 , 是长轴的两个端点,若
椭圆上存在点 ,使得 ,则该椭圆的离心率的取值范围是( )
A. B.
C. D.
【答案】A【解析】如图:
当P在上顶点时, 最大,此时 ,
则 ,
所以 ,
即 , ,
所以 ,
则 ,
所以椭圆的离心率的取值范围是 ,
故选:A
例29.(2023·全国·高二专题练习)设A,B是椭圆C: 长轴的两个端点,若C上存在点M满足
∠AMB=120°,则椭圆C的离心率的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】当椭圆的焦点在 轴上时,由椭圆的对称性得 ,所以 ,
所以 ,
所以椭圆的离心率 ,
因为椭圆的离心率 .
当椭圆的焦点在 轴上时,同理可得 .
综合得 .
故选:B
例30.(2023·全国·模拟预测)已知椭圆 ,点 是 上任意一点,若圆
上存在点 、 ,使得 ,则 的离心率的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】连接 ,当 不为椭圆的上、下顶点时,设直线 、 分别与圆 切于点A、B,
,∵存在 、 使得 ,∴ ,即 ,
又 ,∴ ,
连接 ,则 ,∴ .
又 是 上任意一点,则 ,
又 ,∴ ,
则由 ,得 ,
又 ,∴ .
故选:C.
变式37.(2023·四川成都·高三树德中学校考开学考试)已知 、 是椭圆的两个焦点,满足
的点M总在椭圆内部,则椭圆离心率的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】设椭圆的半长轴长、半短轴长、半焦距分别为 ,
,
点的轨迹是以原点 为圆心,半焦距 为半径的圆,
又 点总在椭圆内部,
该圆内含于椭圆,即 , ,
, .故选:A.
题型十一:基本不等式
例31.(2023·全国·高三专题练习)设椭圆 的右焦点为 ,椭圆 上的两点 ,
关于原点对你,且满足 , ,则椭圆 的离心率的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】如图所示:
设椭圆的左焦点 ,由椭圆的对称性可知,四边形 为平行四边形,
又 ,即 ,所以四边形 为矩形, ,
设 , ,在直角 中, , ,
得 ,所以 ,令 ,得 ,
又 ,得 ,所以 ,
所以 ,即 ,所以
所以椭圆 的离心率的取值范围为 ,
故选:B例32.(2023·江苏南京·高三阶段练习)设 、 分别是椭圆 : 的左、右焦点,
是椭圆 准线上一点, 的最大值为60°,则椭圆 的离心率为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】由题意可设直线 , 的倾斜角分别为 , ,
由椭圆的对称性不妨设 为第一象限的点,即 ,
则 , ,因为 ,
所以
,
所以 ,则 ,解得 ,
故选:A.
例33.(2023·山西运城·高三期末)已知点 为椭圆 的左顶点, 为坐标原点,过椭
圆的右焦点F作垂直于x轴的直线l,若直线l上存在点P满足 ,则椭圆离心率的最大值
______________.
【答案】
【解析】由对称性不妨设P在x轴上方,设 , ,
∴当且仅当 取等号,
∵直线l上存在点P满足
∴
即 ,
∴ ,即 ,
所以 ,
故椭圆离心率的最大值为 .
故答案为: .
题型十二:已知 范围
例34.(2023·四川省南充市白塔中学高三开学考试)已知 、 分别为椭圆 的左、
右焦点, 为右顶点, 为上顶点,若在线段 上(不含端点)存在不同的两点 ,使得
,则椭圆 的离心率的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】易知点 、 、 、 ,则线段 的方程为 ,在线段 上取一点 ,满足 ,则 ,
, ,
所以, ,
整理可得 ,
由题意可知,关于 的方程 在 时有两个不等的实根,
则 ,可得 ,可得 ,
所以, .
故选:D.
例35.(2023·全国·高二专题练习)已知 , 是椭圆 : 的左右焦点,
若椭圆上存在一点 使得 ,则椭圆 的离心率的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】设点 ,
,因为 ,
所以 ,即 ,
结合 可得 ,所以 .
故选:B.
例36.(2023·全国·高三开学考试)设 , 分别是椭圆 的左、右焦点,若椭圆E上存在点P满足 ,则椭圆E离心率的取值范围( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】设 ,由椭圆的方程可得 , , ,
则 ,即 ,
由P在椭圆上可得 ,所以 ,
所以可得 ,所以 ,
由 ,所以 ,整理可得: , ,
可得: .
故选:B
题型十三:
例37.(2023·江苏·海安县实验中学高二阶段练习)已知椭圆 : 的左、右焦点分别
为 , ,若椭圆 上存在一点 ,使得 ,则椭圆 的离心率的取值范围为
( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】在 中,由正弦定理可得 ,
又由 ,即 ,即 ,设点 ,可得 ,
则 ,解得 ,
由椭圆的几何性质可得 ,即 ,
整理得 ,解得 或 ,
又由 ,所以椭圆的离心率的取值范围是 .
故选:C.
例38.(2023·浙江湖州·高二期中)已知椭圆 的左右焦点分别为F,F,离心率为
1 2
e,若椭圆上存在点P,使得 ,则该离心率e的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】令 ,则根据椭圆的焦半径公式可得 ,
所以根据题意可得 ,
整理可得 ,
所以 ,因为P在椭圆上,
所以 ,即 ,
因为 ,所以 ,
即 ,解得 ,
而椭圆离心率范围为 ,故 .
故选:A
例39.(2023·全国·高二课时练习)已知椭圆 上存在点 ,使得 ,其中
, 分别为椭圆的左、右焦点,则该椭圆的离心率的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】D【解析】由椭圆的定义得 ,又∵ ,∴ , ,
而 ,当且仅当点 在椭圆右顶点时等号成立,
即 ,即 ,则 ,即 .
故选:D.
题型十四:中点弦
例40.(2023·全国·高三开学考试)已知双曲线 与斜率为1的直线交于A,B两点,
若线段AB的中点为 ,则C的离心率 ( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】法一:设 ,则 ,
所以 ,又AB的中点为 ,
所以 ,所以 ,由题意知 ,
所以 ,即 ,则C的离心率 .故A,B,D错误.
故选:C.
法二:直线AB过点 ,斜率为1,所以其方程为 ,即 ,
代入 并整理得 ,
因为 为线段AB的中点,所以 ,整理得 ,
所以C的离心率 .故A,B,D错误.
故选:C.
例41.(2023·全国·高三专题练习)已知椭圆 : 的左焦点为 ,过 作一条倾斜角
为 的直线与椭圆 交于 , 两点, 为线段 的中点,若 ( 为坐标原点),则椭圆
的离心率为( )A. B. C. D.
【答案】B
【解析】设 , , ,由题意得 , ,两式相减,得
,因为 为线段 的中点,且直线 的倾斜角为 ,所以
.设 ,则 ,过 作 轴,垂足为 ,则
, ,由题易知 位于第二象限,所以 ,所以
,得 ,所以 ,所以 .
故选:B
例42.(2023·全国·高三专题练习)已知椭圆 ( )的右焦点为 ,离心率为 ,过点
的直线 交椭圆于 , 两点,若 的中点为 ,则直线 的斜率为( )
A. B. C. D.1
【答案】A
【解析】设 , ,则 的中点坐标为 ,
由题意可得 , ,
将 , 的坐标的代入椭圆的方程: ,
作差可得 ,
所以 ,
又因为离心率 , ,所以 ,
所以 ,即直线 的斜率为 ,
故选:A.题型十五:已知焦点三角形两底角
例43.(2023·广西·江南中学高二阶段练习)已知 , 分别是椭圆 : 的左右两
个焦点,若在 上存在点 使 ,且满足 ,则椭圆的离心率为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】在 中 ,且满足 ,所以 , ,所以
、 ,所以 ,所以
;
故选:B
例44.(多选题)(2023·湖南·高二期末)已知双曲线 的左、右焦点分别为 ,
双曲线上存在点 (点 不与左、右顶点重合),使得 ,则双曲线 的离心率的可能取
值为 ( )
A. B. C. D.2
【答案】BC
【解析】∵ ,则离心率 ,则排除A;
记 , , ,
则 ,
由正弦定理结合分比定理可知: ,
则 ,
所以B,C是正确的,D不正确.
故选:BC.
例45.(2023·全国·高三专题练习)已知双曲线 的左、右焦点分别为 , 为双
曲线右支上的一点,若 在以 为直径的圆上,且 ,则该双曲线离心率的取值范围
为( )A. B. C. D.
【答案】D
【解析】 在以 为直径的圆上, ,
, , , ,
由双曲线定义知: ,即 ,
;
, , ,
则 , ,
即双曲线离心率的取值范围为 .
故选:D.
题型十六:利用渐近线的斜率
例46.(2023·云南红河·高三开远市第一中学校校考开学考试)已知双曲线 的右焦
点为 ,直线 与双曲线 交于 两点,与双曲线 的渐近线交于 两点,若 ,
则双曲线 的离心率是 .
【答案】 /
【解析】由双曲线方程可得其渐近线方程为: ,
直线
为双曲线的通径,则
由 得 ,则 ,
由 得 ,则
由 得:
即所以 ,
所以离心率
故答案为:
例47.(2023·四川内江·高三期末)已知双曲线 的左右焦点分别为 、
,过点 的直线 与双曲线 的渐近线交于 两点,点 在第一象限, 两点到 轴的距离
之和为 ,若以 为直径的圆过线段 的中点,则双曲线 的离心率的平方为 .
【答案】
【解析】由题意可设:直线 , , , 中点 ,
两点到 轴的距离之和为 , ;
由 得: , ,
以 为直径的圆的方程为 , ,
解得: 或 (舍);
,解得: ;
,,即 , .
故答案为: .
例48.(2023·河南信阳·高三信阳高中校考阶段练习)已知双曲线 的一条渐近线被
圆 截得的弦长为 ,则双曲线 的离心率为 .
【答案】 /
【解析】双曲线 的渐近线的方程为 .
圆 的标准方程为: ,
故该圆的圆心为 ,半径为2,
而圆心到渐近线的距离为 ,
故渐近线被该圆截得的弦长为 ,
整理得到: 或 ,
而 ,故 ,故离心率为 .
故答案为: .
变式38.(2023·全国·镇海中学校联考模拟预测)已知 是双曲线 的左焦点, 是 的右顶
点,过点 作 轴的垂线交双曲线的一条渐近线于点 ,连接 交另一条渐近线于点 .若 ,
则双曲线 的离心率为 .
【答案】2
【解析】如下图所示:易知 ,则过点 作 轴的垂线方程为 ,
不妨设 与渐近线 交于点 ,则可得 ,
又 可得, 为 的中点,即 ;
又 在另一条渐近线 上,即 ,解得 ;
所以双曲线 的离心率为 .
故答案为:2
变式39.(2023·四川成都·校考模拟预测)已知双曲线 的左、右焦点分别为 ,
点 是 的一条渐近线上的两点,且 ( 为坐标原点), .若 为 的左顶点,
且 ,则双曲线 的离心率为
【答案】
【解析】设双曲线的焦距为 ,因为 ,所以 ,所以 关于原点对称,又
,所以四边形 为平行四边形,
又 ,所以四边形 为矩形,因为以 为直径的圆的方程为 ,
不妨设 所在的渐近线方程为 ,则 ,
由 ,解得 或 ,不妨设 ,
因为 为双曲线的左顶点,所以 ,
所以 ,
又 ,由余弦定理得 ,即 ,整理得 ,
所以离心率 .
故答案为: .
变式40.(2023·黑龙江哈尔滨·哈尔滨市第六中学校校考三模)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 两点.若
,则C的离心率为 .
【答案】 /
【解析】根据双曲线C: 的对称性以及其两条渐近线 关于x轴对称,
不妨设M在第一象限,
可知点 关于x轴对称,则 ,
设 ,则 ,
即 ,则 ,
由题意得直线 的方程为 ,联立 ,即得 ,故 ,
则 ,
所以C的离心率为 ,
故答案为:
变式41.(2023·山东菏泽·高三统考期末)已知 为原点,双曲线 上有一点 ,过 作两
条渐近线的平行线,且与两渐近线的交点分别为 ,平行四边形 的面积为1,则双曲线的离心率
为 .
【答案】
【解析】设 ,则 ,渐近线方程为 ,点P到直线 距离为 ,
由 及 得 ,所以平行四边形OBPA面积为
离心率为
变式42.(2023·全国·高三专题练习)已知F是椭圆 : ( )的右焦点,A为椭圆
的下顶点,双曲线 : ( , )与椭圆 共焦点,若直线 与双曲线 的一条渐
近线平行, , 的离心率分别为 , ,则 的最小值为 .
【答案】
【解析】设 的半焦距为c( ),则 ,又 ,
所以 ,又直线 与 的一条渐近线平行,
所以 ,所以 ,
所以 ,所以 ,
所以 ,
又 ,
当且仅当 ,即 , 时等号成立,
即 的最小值为 .
故答案为:
变式43.(2023·安徽安庆·安庆一中校考三模)过双曲线 : 的右焦点 作双曲线一
条渐近线的垂线,垂足为 ,且与另一条渐近线交于点 ,若 ,则双曲线 的离心率是
( )
A. B. 或 C. D.
【答案】B
【解析】
如图①,当 时,设 ,则 ,设 ,双曲线的渐近线方程为 ,
所以 ,在 中, ,设
, , ,因为 ,所以 ,
又 ,所以 ,所以 , , , ,
则 ,则 ,且
即 ,解得 ,所以如图②,当 时,设 , ,设 ,则 , ,
在 中, ,
设 , , ,因为 ,所以 ,
又 ,所以 ,所以 , , , ,
则 , , ,所以
,则 ,所以
,即 ,解得 ,所以 .
故选:B
变式44.(2023·江西九江·统考一模)已知双曲线 ( ),过点 作 的一条渐
近线 的垂线,垂足为 ,过点 作 轴的垂线交 于点 ,若 与 的面积相等( 为坐标原
点),则 的离心率为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】 与 的面积相等, 为 的中点,
故 为等腰直角三角形,
, , ,
即 , , ,
故选:C.
变式45.(2023·重庆渝中·高三重庆巴蜀中学校考阶段练习)已知 为双曲线 的一个焦点,过 平行于 的一条渐近线的直线交 于点 , ( 为坐标原点),则双曲线
的离心率为 .
【答案】
【解析】设点 坐标为 ,过 作一条与 平行的直线交 于点 ,
则根据题意有 ,
解得: ,
双曲线的离心率 ,
双曲线 的离心率为 ,
同理 坐标是 或者作一条与 平行的直线也可以得到离心率为 .
故答案为: .
题型十七:坐标法
例49.(2023·陕西咸阳·武功县普集高级中学校考模拟预测)双曲线 : 的左、右焦
点分别为 , ,过 作 的垂线,交双曲线于 , 两点, 是双曲线的右顶点,连接 , ,
并延长分别交 轴于点 , .若点 在以 为直径的圆上,则双曲线 的离心率为 .
【答案】
【解析】由 得 ,
不妨设 ,而 ,
所以直线 的方程为 ,令 得 ,则 ,同理可求得 ,
所以以 为直径的圆的方程为 ,
将 代入上式得:
,
即 ,则 .
故答案为:
例50.(2023·安徽·高三校联考阶段练习)如图,椭圆 : ( )的右焦点为F,离心率
为e,点P是椭圆上第一象限内任意一点且 , , .若 ,则离
心率e的最小值是 .
【答案】
【解析】∵点P是 上第一象限内任意一点且 ,∴ ,设直线OP的斜率为k,
则 .由 可得 ,故 ,∴ ,
∵ ,故 ,
∴ ,解得 ,
∵ 对任意的 恒成立,故 ,
整理得到 对任意的 恒成立,
故只需 ,即 ,即 ,故离心率e最小值为 .
故答案为:
例51.(2023·山东·高三校联考阶段练习)已知双曲线 ( , ),直线 的斜率为
,且过点 ,直线 与 轴交于点 ,点 在 的右支上,且满足 ,则 的离心率为
( )
A. B.2
C. D.
【答案】D
【解析】由题意知直线 的方程为 ,令 ,得 ,所以 .
又因为 ,不妨设 ,所以有 ,
解得 ,所以 ,将其代入双曲线方程 ,
化简得 ,解得 或 (舍去),所以 的离心率 .
故选:D.
变式46.(2023·全国·高三专题练习)已知椭圆 : 的右焦点为 ,过点 作倾斜角
为 的直线交椭圆 于 、 两点,弦 的垂直平分线交 轴于点P,若 ,则椭圆 的离心率
.
【答案】 /0.5
【解析】因为倾斜角为 的直线过点 ,
设直线 的方程为: , ,
线段 的中点 ,
联立 ,化为 ,
,
,
的垂直平分线为: ,
令 , 解得 , .
,
,则 ,
椭圆 的离心率为 ,
故答案为: .
变式47.(2023·湖南永州·统考一模)已知椭圆 的左、右焦点分别是 ,点是椭圆 上位于第一象限的一点,且 与 轴平行,直线 与 的另一个交点为 ,若 ,
则 的离心率为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】由 令 ,得 ,
由于 与 轴平行,且 在第一象限,所以 .
由于 ,
所以 ,
即 ,将 点坐标代入椭圆 的方程得 ,
,
,
所以离心率 .
故选:B
变式48.(2023·四川南充·高三四川省南充高级中学校考阶段练习)已知双曲线 的
左右焦点 点 关于一条渐近线的对称点在另一条渐近线上,则双曲线C的离心率是( )
A. B. C.2 D.3
【答案】C【解析】双曲线 的右焦点 ,
设点 关于一条渐近线 的对称点为 ,
由题意知, ,解得 .
又知 ,解得 ,
所以 ,即 ,
所以双曲线C的离心率是
故选:C.
变式49.(2023·重庆沙坪坝·高三重庆一中校考开学考试)设 分别为椭圆 的左右
焦点,M为椭圆上一点,直线 分别交椭圆于点A,B,若 ,则椭圆离心率
为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】如下图所示:
易知 ,不妨设 , ,易知 ,由 可得
,即
同理由 可得 ;将 两点代入椭圆方程可得 ;
即 ,又 ,整理得
解得 ,
所以离心率 ;
故选:D
变式50.(2023·安徽·高三宿城一中校联考阶段练习)已知椭圆C: ( )的左焦点为
,过左焦点 作倾斜角为 的直线交椭圆于A,B两点,且 ,则椭圆C的离心率为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】设 , , ,过点 所作直线的倾斜角为 ,所以该直线斜率为 ,
所以直线方程可写为 ,联立方程 ,
可得 , ,
根据韦达定理: , ,
因为 ,即 ,所以 ,
所以 ,
即 ,所以 ,联立 ,可得 , .
故选:C
变式51.(2023·福建厦门·厦门一中校考模拟预测)已知 为双曲线 : 的右焦点,
平行于 轴的直线 分别交 的渐近线和右支于点 , ,且 , ,则 的离心
率为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】双曲线 : 的渐近线方程为 .
设 ,联立方程组 ,解得 .
因为 ,所以 ,即 ,可得 .
又因为点 在双曲线 上,所以 ,
将 代入,可得 ,
由 ,所以 ,所以 ,即 ,
化简得 ,则 ,所以双曲线的离心率为 .
故选:B.
变式52.(2023·浙江杭州·高三浙江省杭州第二中学校考阶段练习)设椭圆 的左焦点
为 , 为坐标原点,过 且斜率为 的直线交椭圆于 , 两点( 在 轴上方). 关于 轴的对称点为 ,连接 并延长交 轴于点 ,若 , , 成等比数列,则椭圆的离心率 的值为
( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】如图所示:
设 分别以OF,EF,OE为底,高为h,
则 ,
因为 , , 成等比数列,
所以 ,即 ,
设直线AB的方程为: ,
联立 ,消去y得 ,
由韦达定理得: ,
直线BD的方程为: ,
令 得, ,则 ,
则 ,即为 ,
则 ,即 ,
即 ,
解得 ,则 ,故选:D
变式53.(2023·陕西商洛·高三陕西省山阳中学校联考阶段练习)已知双曲线 的右
焦点为 ,以坐标原点 为圆心,线段 为半径作圆,与 的右支的一个交点为A,若 ,
则 的离心率为( )
A. B.2 C. D.
【答案】D
【解析】由题意可知 ,且 为锐角,
故 ,
而 ,故 ,
将 代入 中,
得 ,结合 整理得 ,
即 ,解得 或 ,
由于双曲线离心率 ,故舍去 ,
故 ,
故选:D
题型十八:利用焦半径的取值范围
例52.(2023·全国·高三专题练习)已知双曲线 的左、右焦点分别为
.若双曲线 的右支上存在点 ,使 ,则双曲线 的离心率的取值
范围为___________.【答案】
【解析】依题意,点 在双曲线的右支,P不与双曲线顶点重合,
在 中,由正弦定理得:
,因 ,于是得 ,
而点P在双曲线M的右支上,即 ,从而有 ,
点P在双曲线M的右支上运动,并且异于顶点,于是有 ,
因此 ,而 ,整理得 ,即 ,
解得 ,又 ,故有 ,
所以双曲线M的离心率的取值范围为 .
故答案为:
例53.(2023·吉林长春·二模)已知双曲线 的左、右焦点分别为 , ,点P在双
曲线的右支上,且 ,则双曲线离心率的取值范围是
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】由双曲线定义可知,, ,结合 可得 ,从而
,又因为双曲线的离心率大于 ,所以双曲线离心率的取值范围为 ,故选
B.
例54.(2023·江苏·金沙中学高二阶段练习)设双曲线 的焦距为 ,左、右
焦点分别是 , ,点P在C的右支上,且 ,则C的离心率的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】由条件得 ,所以 ,即 ,又因为 ,所以 ,
即 ,得 ,
又 ,所以 .
故选:C
变式54.(2023·全国·高三专题练习)在平面直角坐标系 中,椭圆 上存在点 ,
使得 ,其中 、 分别为椭圆的左、右焦点,则该椭圆的离心率取值范围是________.
【答案】
【解析】设椭圆的焦距为 ,由椭圆的定义可得 ,
解得 , ,
由题意可得 ,解得 ,又 ,所以 ,
所以椭圆离心率的取值范围是 .
故答案为: .
变式55.(2023·河南·信阳高中高三期末)若椭圆 上存在一点 ,使得
,其中 分别 是的左、右焦点,则 的离心率的取值范围为______.
【答案】
【解析】 , ,
又 , ,
解得 ,则 .
故答案为
题型十九:四心问题例55.(2023·全国·校联考模拟预测)已知双曲线 的左、右焦点分别为 , ,M
是双曲线C右支上一点,记 的重心为G,内心为I.若 ,则双曲线C的离心率为
.
【答案】2
【解析】如图,连接MG,MI并延长,与 分别交于点O,D,
设双曲线C的焦距为2c,由题意,得 ,
因为 ,且G为重心,则 ,所以 ,
因为I为 的内心,所以MD为 的平分线,
所以 ,所以 ,
又 ,所以 , ,
设 的内切圆半径为r,则M到x轴的距离为3r,
因为 , ,
所以 ,所以 ,所以双曲线C的离心率 .
故答案为:2.
例56.(2023·全国·高三专题练习)已知 , 分别为椭圆 的左、右焦点,点P在
第一象限内, ,G为 重心,且满足 ,线段 交椭圆C于点M,若
,则椭圆C的离心率为 .
【答案】 /
【解析】因为G为△ 重心, 是中线且满足 ,即 ,故 ,
所以 ,
且 , ,又 ,
,
在△ 中应用余弦定理得 ,
所以 ,则 .
故答案为: .
例57.(2023·全国·高三专题练习)已知坐标平面xOy中,点 , 分别为双曲线 的
左、右焦点,点M在双曲线C的左支上, 与双曲线C的一条渐近线交于点D,且D为 的中点,点
I为 的外心,若O、I、D三点共线,则双曲线C的离心率为 .
【答案】
【解析】由题意知,双曲线的渐近线方程为 , ,
不妨设点 在第二象限,则 ,
由D为 的中点,O、I、D三点共线知直线OD垂直平分 ,
则 ,有 ,且 ,
解得 , ,所以 ,
将 即 ,代入双曲线的方程,
得 ,化简可得 ,即 ;
当点M在第三象限时,同理可得 .
故答案为: .
变式56.(2023·全国·高三专题练习)已知点 分别为双曲线 的左、右焦点,点A,B在C的右支上,且点 恰好为 的外心,若 ,则C的离心率为 .
【答案】
【解析】取 的中点为C,连接BC、 、 ,如图所示:
因为 ,所以 ,
又C为 的中点,所以 为等腰三角形且 ,
因为点 恰好为 的外心,所以点 在直线BC上,且 ,
由双曲线的定义知 ,则 ,
所以 为等边三角形,则 ,
在 中, 即 ,化简得 ,
同时除以 可得 ,解得 或 (舍去).
故答案为:
变式57.(2023·山西太原·高三山西大附中校考开学考试)已知双曲线 的左、右
焦点分别为 ,离心率为2,焦点到渐近线的距离为 .过 作直线 交双曲线 的右支于 两点,
若 分别为 与 的内心,则 的取值范围为 .
【答案】
【解析】设半焦距为 ,
由题意知 ,
,
所以 ,所以 ,
双曲线 .
记 的内切圆与边 , , 分别相切于点 ,
则 横坐标相等,
则 , , ,
由 ,
即 ,
得 ,
即 ,
记 的横坐标为 ,
则 ,
于是 ,得 ,
同理内心 的横坐标也为 ,则 轴.
设直线 的倾斜角为 ,
则 ,
在 中,
,由于直线 与 的右支有2个交点,且一条渐近线的斜率为 ,倾斜角为 ,
可得 ,
即 ,
可得 的范围是 .
故答案为: .
变式58.(2023·全国·高三专题练习)在平面直角坐标系中,椭圆E以两坐标轴为对称轴,左,右顶点分
别为A,B,点P为第一象限内椭圆上的一点,P关于x轴的对称点为Q,过P作椭圆的切线 ,若 ,
且 的垂心恰好为坐标原点O,记椭圆E的离心率为e,则 的值为 .
【答案】
【解析】设椭圆方程为 ,则 ,
设 ,故 ,
因为 的垂心恰好为坐标原点O,
所以 , ,即 ,
即 , ,
下面证明椭圆在 处的切线方程斜率为 ,理由如下:
因为 时,故切线的斜率存在,设切线方程为 ,
代入椭圆方程得: ,
由 ,化简得:
,
即 ,
因为点 在椭圆上,所以 , ,
所以 ,即 ,
即 ,解得: ,所以 ,化简得: ,即 ,设 ,
同除以 得: ,
即 ,故 ,
因为点 在椭圆上,所以 ,
即 ,即 ,
因为 ,所以 ,即 ,
将 代入 中,可得: ,即
所以 ,
设椭圆方程为 ,此时 ,
同理可得: ,
此时椭圆在 处的切线方程斜率为 ,
所以 ,化简得: ,设 ,
同除以 得: ,
即 ,故 ,
因为点 在椭圆上,所以 ,
即 ,即 ,
因为 ,所以 ,即 ,
将 代入 中,可得: ,
所以 (舍去);
故答案为: .