2026版步步高大一轮高考数学复习讲义第八章§8.7离心率的范围问题§8.7离心率的范围问题
重点解读圆锥曲线离心率的范围问题是高考的热点题型,对圆锥曲线中已知特征关系的转化是解决此类问题的关键,相关平面几何关系的挖掘应用也可使问题求解更简洁.
题型一利用圆锥曲线的定义求离心率的范围
例1(1)已知椭圆M:x2a2+y2b2=1(ab0)的左、右焦点分别为F1,F2,P为椭圆M上任意一点,且|PF1|·|PF2|最大值的取值范围为[2c2,3c2](其中c2=a2-b
A.33,22
C.33,1 D
(2)已知F1,F2为椭圆与双曲线的公共焦点,P是它们的一个公共点,∠F1PF2=60°,则椭圆与双曲线离心率之积的最小值为()
A.23 B.1
C.32 D.
思维升华此类题型的一般方法是利用圆锥曲线的定义,以及余弦定理或勾股定理,构造关于a,b,c的不等式或不等式组求解,要注意椭圆、双曲线离心率自身的取值范围.
跟踪训练1已知双曲线C:x2a2-y2b2=1(a0,b0)的右焦点为F(26,0),点A的坐标为(0,1),点P为双曲线左支上的动点,且△
题型二利用圆锥曲线的性质求离心率的范围
例2(1)已知双曲线x2a2-y2b2=1(a0,b0)的左、右焦点分别为F1,F2,点P在双曲线的右支上,且|PF1
A.43 B.32 C.2 D
(2)已知F1,F2分别是椭圆C:x2a2+y2b2=1(ab0)的左、右焦点,点P,Q是C上位于x轴上方的任意两点,且PF1∥QF2.若|PF1|+|QF2
A.0,12 B
C.0,32 D
思维升华利用圆锥曲线的性质,如:椭圆的最大角、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(或不等式组)来求解离心率的范围问题.
跟踪训练2已知双曲线E:x2a2-y2b2=1(a0,b0)的左、右焦点分别为F1,F2,点P在E上,若对所有的点P均满足|PF1|+|PF2|≥4
A.(2,+∞) B.1,
C.27-23,2
题型三利用几何图形的性质求离心率的范围
例3(1)已知双曲线x2a2-y2b2=1(a0,
A.(1,2) B.[4,+∞)
C.(2,+∞) D.[2,+∞)
(2)已知两定点A(-1,0)和B(1,0),动点P(x,y)在直线l:y=x+3上移动,椭圆C以A,B为焦点且经过点P,则椭圆C的离心率的最大值为()
A.55 B.
C.255 D
思维升华利用几何图形中几何量的大小,例如线段的长度、角的大小等,构造几何度量之间的关系来求解离心率的范围问题.
跟踪训练3已知F1,F2分别是双曲线x2a2-y2b2=1(a0,b0)的左、右焦点,若在双曲线右支上存在点A使得点F2到直线AF
A.[2,+∞) B.(2,+∞)
C.(1,2) D.(1,2]
答案精析
例1(1)A[由基本不等式及椭圆定义可知|PF1|·|PF2|≤PF1|+
当且仅当|PF1|=|PF2|时,等号成立,
∴|PF1|·|PF2|的最大值为a2,
由题意知2c2≤a2≤3c2,
∴2c≤a≤3c,∴33≤e≤22
(2)C[不妨设|PF1|=m,
|PF2|=n(mn),
椭圆的长半轴长为a1,离心率为e1,双曲线的实半轴长为a2,离心率为e2,两曲线的半焦距均为c,
由椭圆及双曲线的定义得m+n=2a1,m-n=2a2,于是m=a1+a2,n=a1-a2,
在△PF1F2中,由余弦定理得
m2+n2-2mncos60°=4c2?(a1+a2)2+(a1-a2)2-(a1
则a12+3a22=4c2,得1
由基本不等式得
4=1e12+3e22≥23e
当且仅当e1=22,e2=
所以椭圆与双曲线离心率之积的最小值为32.
跟踪训练11,
解析由右焦点为F(26,0),点A的坐标为(0,1),可得|AF|=24+1=5
因为△APF的周长不小于18,
所以|PA|+|PF|≥13.
设F2(-26,0)为双曲线的左焦点,可得|PF|=|PF2|+2a,故|PA|+|PF|=|PA|+|PF2|+2a
当A,P,F2三点共线时,|PA|+|PF2|+2a取得最小值,最小值为|AF2|+2a,即5+2a,
所以5+2a≥13,即a≥4,
因为c=26,所以e=ca=26a≤62,
例2(1)B[根据双曲线的定义可得
|PF1|-|PF2|=2a,
因为|PF1|=5|PF2|,
所以|PF1|=5a2,|PF
因为点P在双曲线的右支上,
所以|PF2|≥c-a,
即a2≥c-a,所以3a2
所以1e=ca≤32,所以双曲线的离心率
(2)C[由点P,Q是C上位于x轴上方的任意两点,延长PF1交椭圆于另一交点,记为A,
由PF