何廣
離心率是圓錐曲線的基本性質(zhì).求圓錐曲線的離心率問題在解析幾何中比較常見,主要考查圓錐曲線的方程、簡(jiǎn)單幾何性質(zhì).筆者總結(jié)了求圓錐曲線離心率的三種方法,以幫助同學(xué)們提升解答此類問題的速度和正確率.
一、公式法
公式法是指利用圓錐曲線的離心率公式e=
來解題的方法.在運(yùn)用公式法解題時(shí),首先根據(jù)題意和圓錐曲線的方程求出a、b、c的值或相關(guān)的關(guān)系式,然后利用圓錐曲線的離心率公式e=
來求得結(jié)果.
例1.點(diǎn)P(一3.1)在橢圓
=l(a>6>o)的左準(zhǔn)線上,過點(diǎn)P且方向?yàn)閍=(2,-5)的光線經(jīng)直線y= -2反射后通過橢圓的左焦點(diǎn),求橢圓的離心率.
解:由題意可知,入射光線的直線方程為y—l=一
(x+3),
其反射光線的直線方程為5x-2y+5=0,
解得a=
,c=l,
故:=
本題不僅考查了圓錐曲線的準(zhǔn)線方程、離心率、焦點(diǎn)坐標(biāo)以及對(duì)稱問題,還考查了物理中的反射問題,題目的綜合性較強(qiáng).解答本題的關(guān)鍵在于結(jié)合題意求出左焦點(diǎn)的坐標(biāo),建立關(guān)于a、c的方程,然后利用圓錐曲線的離心率公式求得結(jié)果.
二、齊次式法
運(yùn)用齊次式法解題的基本思路是,首先根據(jù)問題的條件找到建立關(guān)于a、b、c的關(guān)系式,然后構(gòu)造出有關(guān)a、c的二次齊次式,得到關(guān)于e的方程,解方程就可以求得圓錐曲線離心率的大小.運(yùn)用齊次式法求圓錐曲線的離心率,能使解題的思路變得更加清晰.
例2.設(shè)雙曲線
=1(o
解:由題意可知直線L的方程為bx +ay-ab =0,
由點(diǎn)到直線的距離公式可得
,
C2 =a2 +b2,
4ab=
,
將上式兩邊平方可得16a2(c 2一a 2)= 3 c4,
左右同時(shí)除以n2可得3e4一16e2+ 16=0,
解方程可得。e 2=4或 e 2=
又o
,
e2 =4.e=2.
齊次式法是求解圓錐曲線離心率的常用方法之一.在上述解題的過程中,對(duì)有關(guān)a、b、c關(guān)系式的整理和化簡(jiǎn)是解題的關(guān)鍵.
三、定義法
在求解圓錐曲線離心率問題時(shí),我們經(jīng)常要用橢圓的第二定義來解題.圓錐曲線的第二定義是動(dòng)點(diǎn)到焦點(diǎn)的距離和動(dòng)點(diǎn)到準(zhǔn)線距離之比等于離心率.定義法一般適用于解答與圓錐曲線的準(zhǔn)線有關(guān)的問題.
例3.設(shè)橢
a>0,b>0)的右焦點(diǎn)為F1.右準(zhǔn)線為L(zhǎng)1,若過F1垂直于x軸的弦長(zhǎng)等于點(diǎn)F1到L 1的距離,則橢圓的離心率為____.
解:根據(jù)題意作出如圖所示的圖形,其中AB是過點(diǎn)F1且垂直于x軸的弦,
因?yàn)锳D
于D,所以IADI為F.到準(zhǔn)線f.的距離,
根據(jù)橢圓的第二定義可得
解答本題,我們直接利用了橢圓的第二定義.畫出恰當(dāng)?shù)膱D形,作出動(dòng)點(diǎn)到焦點(diǎn)的距離和動(dòng)點(diǎn)到準(zhǔn)線距離對(duì)應(yīng)的線段,是運(yùn)用定義法解題的關(guān)鍵.
總之,公式法、齊次式法、定義法都是能有效解答圓錐曲線離心率問題的方法.值得注意的是,運(yùn)用公式法、齊次式法解題,需要熟練掌握一些恒等變形的技巧;運(yùn)用定義法解題,需結(jié)合圓錐曲線的定義畫出正確的圖形.
(作者單位:山東省鄆城縣實(shí)驗(yàn)中學(xué))