文档内容
专题 17 圆锥曲线离心率问题精妙解法
目录
01考情透视·目标导航..........................................................................................................................2
02知识导图·思维引航..........................................................................................................................3
03 知识梳理·方法技巧.........................................................................................................................4
04 真题研析·精准预测.........................................................................................................................5
05 核心精讲·题型突破.......................................................................................................................12
题型一:顶角为直角的焦点三角形求解离心率的取值范围问题 12
题型二:焦点三角形顶角范围与离心率 17
题型三:共焦点的椭圆与双曲线问题 21
题型四:椭圆与双曲线的4a通径体 26
题型五:椭圆与双曲线的4a直角体 31
题型六:椭圆与双曲线的等腰三角形问题 36
题型七:双曲线的4a底边等腰三角形 40
题型八:焦点到渐近线距离为b 44
题型九:焦点到渐近线垂线构造的直角三角形 49
题型十:以两焦点为直径的圆与渐近线相交问题 53
题型十一:渐近线平行线与面积问题 56
重难点突破:数形结合转化长度角度 62关于椭圆或双曲线的离心率,以及与双曲线的渐近线相关的问题,通常以选择或填空题的形式出现,
其难度属于中等水平。
考点要求 目标要求 考题统计 考情分析
2024年甲卷第5题,5分
离心率问题是高考
2024年I卷第12题,5分 数学的必考内容,主要
考查圆锥曲线的概念和
2023年I卷第5、16题,10分
几何性质。在二轮复习
掌握求解,理解 2023年甲卷第9题,5分 中,应掌握其基本性质
离心率
应用。 2022年甲卷第10题,5分 和常规处理方法,特别
是要从挖掘椭圆和双曲
2022年浙江卷第16题,4分
线的几何性质入手,以
2021年甲卷第5题,5分 应对考试中的相关问
题。
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.(2024年新课标全国Ⅰ卷数学真题)设双曲线 的左右焦点分别为 ,过
作平行于 轴的直线交C于A,B两点,若 ,则C的离心率为 .
【答案】
【解析】由题可知 三点横坐标相等,设 在第一象限,将 代入
得 ,即 ,故 , ,
又 ,得 ,解得 ,代入 得 ,
故 ,即 ,所以 .
故答案为:
2.(2023年新课标全国Ⅰ卷数学真题)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】方法一:
依题意,设 ,则 ,
在 中, ,则 ,故 或 (舍去),
所以 , ,则 ,
故 ,
所以在 中, ,整理得 ,
故 .
方法二:
依题意,得 ,令 ,
因为 ,所以 ,则 ,
又 ,所以 ,则 ,又点 在 上,则 ,整理得 ,则 ,
所以 ,即 ,
整理得 ,则 ,解得 或 ,
又 ,所以 或 (舍去),故 .
故答案为: .
3.(2023年北京高考数学真题)已知双曲线C的焦点为 和 ,离心率为 ,则C的方程为
.
【答案】
【解析】令双曲线 的实半轴、虚半轴长分别为 ,显然双曲线 的中心为原点,焦点在x轴上,其半
焦距 ,
由双曲线 的离心率为 ,得 ,解得 ,则 ,
所以双曲线 的方程为 .
故答案为:
4.(2023年新课标全国Ⅰ卷数学真题)设椭圆 的离心率分别为 .
若 ,则 ( )
A. B. C. D.
【答案】A【解析】由 ,得 ,因此 ,而 ,所以 .
故选:A
5.(2022年高考全国甲卷数学(理)真题)椭圆 的左顶点为A,点P,Q均在C
上,且关于y轴对称.若直线 的斜率之积为 ,则C的离心率为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】[方法一]:设而不求
设 ,则
则由 得: ,
由 ,得 ,
所以 ,即 ,
所以椭圆 的离心率 ,故选A.
[方法二]:第三定义
设右端点为B,连接PB,由椭圆的对称性知:
故 ,
由椭圆第三定义得: ,
故所以椭圆 的离心率 ,故选A.
6.(多选题)(2022年高考全国乙卷数学(理)真题)双曲线C的两个焦点为 ,以C的实轴为直径
的圆记为D,过 作D的切线与C交于M,N两点,且 ,则C的离心率为( )
A. B. C. D.
【答案】AC
【解析】[方法一]:几何法,双曲线定义的应用
情况一
M、N在双曲线的同一支,依题意不妨设双曲线焦点在 轴,设过 作圆 的切线切点为B,
所以 ,因为 ,所以 在双曲线的左支,
, , ,设 ,由即 ,则 ,选A
情况二
若M、N在双曲线的两支,因为 ,所以 在双曲线的右支,
所以 , , ,设 ,
由 ,即 ,则 ,
所以 ,即 ,
所以双曲线的离心率
选C
[方法二]:答案回代法
特值双曲线
,过 且与圆相切的一条直线为 ,
两交点都在左支, ,
,
则 ,
特值双曲线 ,
过 且与圆相切的一条直线为 ,
两交点在左右两支, 在右支, ,
,
则 ,
[方法三]:
依题意不妨设双曲线焦点在 轴,设过 作圆 的切线切点为 ,
若 分别在左右支,
因为 ,且 ,所以 在双曲线的右支,
又 , , ,
设 , ,
在 中,有 ,故 即 ,
所以 ,
而 , , ,故 ,
代入整理得到 ,即 ,
所以双曲线的离心率
若 均在左支上,
同理有 ,其中 为钝角,故 ,
故 即 ,
代入 , , ,整理得到: ,故 ,故 ,
故选:AC.题型一:顶角为直角的焦点三角形求解离心率的取值范围问题
【典例1-1】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.
【典例1-2】已知椭圆C: 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 , ,则椭圆的离心率为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】设椭圆的左焦点为 ,
因为 ,所以根据椭圆的对称性可知:四边形 为矩形,
所以 ,
在 中, ,
根据椭圆定义可知: ,所以 ,
所以 , ,所以 ,
所以离心率为
故选:B.
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.
【变式1-1】设 是双曲线 在第一象限内的点, 为其右焦点,点 关于原点 的
对称点为 ,且 , ,则双曲线 的离心率的取值范围是( )A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】设双曲线的左焦点为 ,设 ,
则根据题意得 ,
则双曲线的离心率为
,
令 ,
易知 在 单调递增,
且 ,
则 ,即 .
故选:C.
【变式1-2】双曲线 ( , )左支上一点 关于原点的对称点为点 为其右焦点,若
,设 ,且 ,则离心率e的可能取值是( )
A. B. C. D.
【答案】D【解析】设双曲线的左焦点为 ,则 ,
因为双曲线左支上一点 关于原点的对称点为点 为其右焦点, ,
所以由双曲线的对称性可得四边形 为矩形,
所以 ,
因为 , ,
所以 ,
因为 ,
所以 ,
所以 ,
因为 ,所以 ,
所以 ,所以 ,
所以 ,
所以双曲线的离心率的范围为 ,
故选:D
1.已知双曲线 右支上非顶点的一点A关于原点的对称点为 为双曲线的右焦点,
若 ,设 ,且 ,则该双曲线的离心率的取值范围为( )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 ,则四边形 为矩形,
所以 ,
则 , .
.
.
即 ,
则 ,
因为 ,则 ,
可得 ,即 ,
所以 ,
即双曲线离心率的取值范围是 ,
故选:C.题型二:焦点三角形顶角范围与离心率
【典例2-1】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.
【典例2-2】已知 为椭圆 上一动点, 、 分别为该椭圆的左、右焦点, 为短轴
一端点,如果 长度的最大值为 ,则使 为直角三角形的点 共有( )个
A.8个 B.4个或6个 C.6个或8个 D.4个或8个
【答案】B
【解析】当 为直角顶点时,根据椭圆的对称性,可得满足的点 有2个;
当 为直角顶点时,根据椭圆的对称性,可得满足的点 有2个;
因为 为短轴一端点,令 , 长度的最大值为 ,
椭圆 ,
所以说明椭圆与圆 有且仅有下顶点这唯一交点,
设 ,
所以 ,即所以 ,
因为 ,
所以 带入 中得:
,
因为 ,
所以 ,
所以 ,
所以 ,
因为 ,
当 带入 得:
所以 ,
所以 ,
所以 即 ,
当 时, 为下顶点,此时 最大为直角,根据对称满足的点 有2个,
当 时, 为下顶点,此时 为锐角,满足的点 有0个,所以使 为直角三角形的点 共有4个或6个,
故选:B.
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).
【变式2-1】已知 , 分别是椭圆 的左、右焦点,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】由 得: , 点 在以 为直径端点的圆上,
由此可得该圆的半径 , ,即 ,
, .
故选:A.
【变式2-2】已知椭圆 的方程为 为其左、右焦点, 为离心率, 为椭圆上一
动点,有如下说法:
①当 时,使 为直角三角形的点 有且只有4个;
②当 时,使 为直角三角形的点 有且只有6个;③当 时,使 为直角三角形的点 有且只有8个;
以上说法中正确的个数是
A.0 B.1 C.2 D.3
【答案】D
【解析】当 时 ,使 为直角三角形的点 有且只有4个,分别为横坐标为
的四个点;
当 时 ,使 为直角三角形的点 有且只有6个,分别为横坐标为 的四个点及
短轴两个顶点;
当 时 ,使 为直角三角形的点 有且只有8个,分别为横坐标为 的四个点
及 为直角的四个点
1.已知 为椭圆 上一点, 分别是椭圆的左、右焦点.若使 为直角三角形的
点 有且只有4个,则椭圆离心率的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】当 轴时,有两个点 满足 为直角三角形;
当 轴时,有两个点 满足 为直角三角形.
使 为直角三角形的点 有且只有4个,
以原点为圆心, 为半径的圆与椭圆无交点, ,,又 ,解得 .
故选:A.
题型三:共焦点的椭圆与双曲线问题
【典例3-1】已知椭圆 与双曲线 共焦点, 分别为
左、右焦点,点 为 与 的一个交点,且 ,设 与 的离心率分别为 ,则 的取
值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】设点 在第一象限,由题知 ,
解得 , ,
在 中,由余弦定理得, ,
化简得 ,即 ,
所以 ,
令 ,因为 ,所以 ,
则 ,
由“对勾”函数的性质可知,函数 在区间(1,+∞)上单调递增,所以 .
故选:C
【典例3-2】已知以 为焦点的椭圆 与双曲线 共焦点,一动点 在直线
上运动,双曲线 与椭圆 在一象限的交点为 ,当 与 相等时,
取得最大值,则双曲线 的离心率为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】由题意设 ,设双曲线的实轴长为 ,
双曲线 与椭圆 在一象限的交点为 ,
设 ,则 ,
故 ,
由 ,得 ,即 ;
动点 在直线 上运动,设l与x轴交点为E,设 ,
在 中, ,
在 中, ,
由题意知 为锐角,且 ,
即 ,
当且仅当 ,即 时,等号成立,
即 的最大值为 ,而当 与 相等时, 取得最大值,
可知 ,即 ,结合 ,
得 ,则 ,
故双曲线的离心率 ,
故选:C
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
【变式3-1】已知椭圆 : ( )与双曲线 : ( )共焦点 ,,过 引直线 与双曲线左、右两支分别交于点 , ,过 作 ,垂足为 ,且 ( 为
坐标原点),若 ,则 与 的离心率之和为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】由 可得 ,
故焦点坐标为 、 ,
则椭圆的离心率为 ,
由 , ,则 ,
过点 作 于点 ,由 为 中点,
故 , ,
由 ,故 ,
则 , ,
由双曲线定义可知, ,
故 ,则离心率为 ,
故 与 的离心率之和为 .
故选:B.【变式3-2】椭圆与双曲线共焦点 , ,它们的交点为 ,且 .若椭圆的离心率为 ,则双
曲线的离心率为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】不妨设P为第一象限的点,
在椭圆中: ① ,
在双曲线中: ,
②
联立①②解得, ,
在 中由余弦定理得:
即
即椭圆的离心率 ,
双曲线的离心率 ,
故选:B
1.已知椭圆 的左、右焦点分别为 , ,离心率为 ,椭圆 的上顶点为M,
且 .双曲线 和椭圆 有相同焦点,且双曲线 的离心率为 ,P为曲线 与 的一个公共
点,若 ,则 的值为( )
A.2 B.3 C. D.
【答案】D
【解析】因为椭圆 的上顶点为M,且 ,
所以 ,
所以 ,所以 ,
设双曲线 的方程为 ,
假设点 在第一象限,则
,得 ,在 中,由余弦定理得
,即 ,
整理得 ,
所以 ,则 ,
,所以 ,
所以 ,
故选:D
题型四:椭圆与双曲线的 4a 通径体
【典例4-1】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.
【典例4-2】已知双曲线 的左、右焦点分别是 、 , 是双曲线 右支上的
一点, 交双曲线 的左支于点 ,若 ,则 的离心率为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】如下图所示:因为 是双曲线 右支上的一点, 交双曲线 的左支于点 ,
若 ,
由双曲线的定义,可得 ,
,则 ,
所以 ,
故 为等边三角形,则 ,
在 中, , , ,
由余弦定理,可得
,
因此,双曲线 的离心率为 .
故选:D.
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
【变式4-1】若椭圆 ( )的离心率与双曲线 ( , )的离
心率之积为1, , 分别是双曲线E的左、右焦点,M,N是双曲线E的左支上两点,且 ,
, ,A,F分别是椭圆C的左顶点与左焦点, ,则椭圆C的方程
为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
由题, ,又 , , .
, 直线MN过点 ,
, ,
, .在 中,
.
设椭圆C的焦距为 ,离心率为 ,双曲线E的焦距为 ,离心率为 ,
在 中,
,
, , .
, , , ,
椭圆C的方程为 .
故选:B.
【变式4-2】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.
1.设椭圆 的左、右焦点分别为 , ,过原点 的直线 交椭圆于 , 两点,
若 , ,则 的离心率为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】 过原点 的直线 交椭圆于 , 两点, 被 平分,又 被 平分, 四边形 是平行四边形,
又 , 四边形 是矩形,
,
由对称性可得 , 设 , ,
, ,
,
.
故选:B.
题型五:椭圆与双曲线的 4a 直角体
【典例5-1】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.
【典例5-2】设 , 分别是椭圆 的左、右焦点,过 的直线交椭圆于A,B两点,
且 , ,则椭圆E的离心率为( )
A. B. C. D.
【答案】B【解析】设 ,
因为 ,则 , ,
由椭圆的定义可得 , ,
因为 ,即 ,
在 中,则 ,即 ,
解得 ,可得 ,
在△ 中,可得 ,整理得 ,
所以椭圆E的离心率为 .
故选:B.
|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.【变式5-1】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】B
【解析】因为 ,不妨令 ,
由过 的直线交椭圆于 , 两点,由椭圆的定义可得, ,|BF |+|BF |=2a,
1 2
则 , ,
又因为 ,所以 ,则 和 都是直角三角形,
由勾股定理可得, ,
即 ,解得 ,
所以 , ,
又 , ,
所以 ,解得 ,
所以椭圆 的离心率为 .
故选:B.【变式5-2】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,
1.设 , 分别是椭圆 的左、右焦点,过点 的直线交椭圆 于 , 两点,
,若 ,则椭圆 的离心率为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】设 ,则 , ,
∴ , ,
∵ ,
在 中,由余弦定理,得: ,
∴ ,
化简可得 ,而 ,
故 ,
∴ , , ,
∴ ,
∴ ,且 ,
∴ 是等腰直角三角形, ,
∴ ,
∴椭圆的离心率 .
故选:D.
题型六:椭圆与双曲线的等腰三角形问题
【典例6-1】椭圆 的左、右焦点分别为 , ,过点 的直线l交椭圆C于A,B
两点,若 , ,则椭圆C的离心率为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】因为 ,由椭圆定义知 ,又 ,所以 ,再由椭圆定义 ,
因为 ,所以 ,
所以由余弦定理可得 ,
即 ,
化简可得 ,即 ,
解得 或 (舍去).
故选:D
【典例6-2】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.
同角余弦定理使用两次
【变式6-1】已知椭圆 的焦点为 , ,过 的直线与 交于 , 两点,若 ,则
的离心率为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
, ,在 和 中利用余弦定理可得
即
化简可得
同除 得: 解得 或 (舍去)
故选:
【变式6-2】已知双曲线C的焦点为 ,过 的直线与双曲线C的左支交于A,B两点,若
,则C的方程为( )
A. B. C. D.
【答案】B【解析】设 则 , ,由双曲线的定义可得 ,
,在 和 中,利用余弦定理求出 ,进而求出双曲线的标准方程.如图,设
则 , ,
由双曲线的定义可得 ,
在 和 中,由余弦定理得
又 互补, ,
两式消去 ,可得 ,
所以 , ,
所以双曲线的标准方程可得 .
故选:B
1.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.
题型七:双曲线的 4a 底边等腰三角形
【典例7-1】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
【典例7-2】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.
当 或者 时,令 ,则一定存在① ,②
【变式7-1】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:A1.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 在线段 的垂直平分线上,则双曲线 的离心率为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】依题意,如图:
设M,N的中点为P,连接 ,则点P在以原点为圆心,半径为c的圆上,并且有 ,;
直线l的方程为 ,令 ,
,由双曲线的性质可得 ,
解得 ,
在 中, ,在 中, ,
解得 ,由于 , ,
解得 ;
故选:D.
题型八:焦点到渐近线距离为 b
【典例8-1】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
【典例8-2】已知双曲线C: (a>0,b>0)的左、右焦点分别为 , ,过C的右支上一点P
作C的一条渐近线的垂线,垂足为H,若 的最小值为 ,则C的离心率为( )
A. B.2 C. D.
【答案】B
【解析】由题,设原点为 ,
根据双曲线的定义可知 ,且 (当且仅当 为线段 上的点时等号成
立),
所以 ,
因为 的最小值为 ,即 ,
所以 ,此时 为渐近线的垂线,
因为双曲线的一条渐近线为 ,
所以在 中, ,因为 ,所以 ,即 ,
所以 ,则 .
故选: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
, .
【变式8-1】已知双曲线 的左、右焦点分别为 、 ,过 作直线 ,使得它双
曲线的一条渐近线垂直且垂足为点 , 与双曲线的右支交于点 ,若线段 的垂直平分线恰好过 的右
焦点 ,则双曲线 的离心率为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】连接 ,不妨设点 在第三象限,则直线 的方程为 ,即 ,点 到直线 的距离为 ,
记线段 的中点为 ,则 ,且 ,
又因为 为 的中点,则 为 的中点,则 ,
因为 ,所以, ,
由双曲线的定义可得 ,
由勾股定理可得 ,即 ,整理可得 ,
因此,双曲线 的离心率为 .
故选:C.
【变式8-2】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.
1.已知 、 分别是双曲线 的左、右焦点,过 作双曲线 的一条渐近线的垂
线,分别交两条渐近线于点 、 ,过点 作 轴的垂线,垂足恰为 ,则双曲线 的离心率为( )
A. B. C. D.
【答案】B【解析】设点 位于第二象限,可求得点 的坐标,再由直线 与直线 垂直,转化为两直线斜率
之积为 可得出 的值,进而可求得双曲线 的离心率.设点 位于第二象限,由于 轴,则点 的
横坐标为 ,纵坐标为 ,即点 ,
由题意可知,直线 与直线 垂直, , ,
因此,双曲线的离心率为 .
故选:B.
题型九:焦点到渐近线垂线构造的直角三角形
【典例9-1】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.
【典例9-2】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.
利用几何法转化
【变式9-1】过双曲线 的焦点 作其渐近线的垂线,垂足为 ,直线 交双曲线的另一条渐近
线于 点, 为坐标原点,若 ,则双曲线的离心率为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】设 ,双曲线的渐近线 , ,
由 , ,可得 ,
由 可知 为线段 的中点,又 可得直线 为线段 的垂直平分线,
由 ,即 ,可得 ,
,因此,双曲线的离心率为 .
故选:B.
【变式9-2】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
1.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.题型十:以两焦点为直径的圆与渐近线相交问题
【典例10-1】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
【典例10-2】已知 , 分别为双曲线 : 的左,右焦点,以 为直径的圆与
双曲线 的右支在第一象限交于 点,直线 与双曲线 的右支交于 点,点 恰好为线段 的三等
分点(靠近点 ),则双曲线 的离心率等于( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】设 ,则 ,
由双曲线的定义可得: , ,
因为点 在以 为直径的圆上,所以 ,
所以 ,即 ,解得: ,
在 中, , , ,
由 可得 ,即 ,
所以双曲线离心率为 ,
故选:C.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
【变式10-1】已知双曲线 的左、右焦点分别为 , ,以 为直径的圆与
的一条渐近线在第一象限交点为 ,直线 与另一条渐近线交于点 .若点 是线段 中点,则双曲
线 的离心率是( )
A. B.2 C. D.3
【答案】B
【解析】如图,点Q是以 为直径的圆的弦 中点,则 ,于是得 ,因直线 是双曲线的渐近线,由双曲线对称性知 ,因此有 ,
则有直线 的斜率 ,离心率 ,
双曲线 的离心率是2
故选:B
1.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
1 2 1 2
一象限交于点P,且△POF 恰好为正三角形,则双曲线C的离心率为( )
2
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.
题型十一:渐近线平行线与面积问题
【典例11-1】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.
【典例11-2】已知 分别为双曲线 的左、右焦点,过 作 的渐近线的平行
线,与渐近线在第一象限交于 点,此时 ,则 的离心率为( )
A. B.2 C. D.3
【答案】C
【解析】
因为双曲线 ,则其渐近线方程为 ,
且 ,过 作 的渐近线的平行线,与渐近线在第一象限交于 点,
则直线方程为 ,联立直线方程 ,解得 ,
所以 ,过点 作 轴的垂线,交 轴于点 ,因为 ,则 ,
则 ,且 ,
即 ,化简可得 ,则 .
故选:C
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
【变式11-1】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】已知 、 分别为双曲线 的左、右焦点,过 作 的两条渐近线
的平行线分别交两条渐近线于 、 两点.若 为等腰直角三角形,则 的离心率为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】如下图所示:
直线 的方程为 ,直线 的方程为 ,
联立 可得 ,即点 ,
因为 为等腰直角三角形,由对称性可知, 、 关于 轴,
所以, ,所以, ,所以, ,可得 ,故 ,
故该双曲线的离心率为 ,
故选:D.
1.已知双曲线 的左、右焦点分别为 , ,点 是双曲线 上的任意一点,过点 作
双曲线 的两条渐近线的平行线,分别与两条渐近线交于 , 两点,若四边形 ( 为坐标原点)
的面积为 ,且 ,则点 的纵坐标的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】设双曲线 的渐近线为 , , ,则直线 方程为 ,联立直
线 方程可求出点 ,即可得到 ,再求得点 到直线 的距离 ,即可利用四边形 的面积求出
,再利用条件 求出 的取值范围即可.由题意可知,四边形 为平行四边形,
不妨设双曲线 的渐近线为 , ,
设点 ,则直线 方程为 ,
且点 到直线 的距离 .联立 ,解得 , ,
∴
,
∴
设四边形 的面积为 ,则 ,
又∵ , ,
∴
, ,
∴ ∴
∴双曲线 的标准方程为 ,
, , , ,
∴ ∴
,
∴
又∵ , ,解得 ,
∴
故选:D.
重难点突破:数形结合转化长度角度
【典例12-1】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: .
【典例12-2】已知双曲线 的左、右焦点分别为 ,点P是C的右支上一点,
连接 与y轴交于点M,若 (O为坐标原点), ,则双曲线C的离心率为
【答案】 /
【解析】依题意有
所以 ,
设 又
所以 、
在 中,
所以 ,
故有: 即
解得: 即
在 中,有
即 ,
所以
故答案为: .
数形结合
【变式12-1】已知双曲线 的左、右焦点分别为 ,点 在 的左支上,
, ,延长 交 的右支于点 ,点 为双曲线上任意一点(异于 两点),
则直线 与 的斜率之积 .
【答案】2【解析】依题意,设双曲线 的半焦距为 ,则 ,
因为 是 的中点,所以 ,故由 得 ,
又因为 ,所以 ,
在 中, ,
在 中, ,
所以 ,解得 ,所以 ,
所以双曲线方程为 ,则 ,
设 , , ,
所以 ,
故答案为:2
【变式12-2】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: .1.已知双曲线 : 的左右焦点分别为 , , 为坐标原点, , 为 上位于 轴上方的两
点,且 , .记 , 交点为 ,过点 作 ,交 轴于点 .若
,则双曲线 的离心率是 .
【答案】
【解析】做出图像,如图所示,则 ,
在 中,由 得, ,
设 ,则 ,
所以 ,解得 ,即 ,
在 中,由 得, ,
设 ,则 ,
所以 ,解得 ,即 ,
因为 ,
所以 ,
则 ,即 ,所以 ,解得 ,
所以 ,
由 可得, ,则 ,
所以 ,整理得 ,解得 ,
故答案为: .