5.1 离心率及其范围题型全归纳(学生版+教师版)--2025年高考数学二轮复习学案

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5.1 离心率及其范围题型全归纳(学生版+教师版)--2025年高考数学二轮复习学案

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5.1 离心率及其范围题型全归纳
考点分布 考查频率 命题趋势
离心率 2024年新高考I卷第12题,5分 2024年甲卷第5题,5分 2023年新高考I卷第5题,5分 2023年甲卷第9题,5分 2022年甲卷第10题,5分 2022年浙江卷第16题,4分 离心率问题一直是高考每年必考,对圆锥曲线概念和几何性质的考查为主,多以选择、填空题的形式考查,难度中等.二轮复习我们需要掌握一些基本的性质和常规的处理方法,挖掘椭圆双曲线的几何性质下手.
离心率在圆锥曲线问题中有着重要应用,它的变化会直接导致曲线类型和形状的变化,同时它又是圆锥曲线统一定义中的三要素之一,有关求解圆锥曲线离心率的试题在历年高考试卷中均有出现。
1.(2024·全国甲卷·高考真题)已知双曲线的两个焦点分别为,点在该双曲线上,则该双曲线的离心率为( )
A.4 B.3 C.2 D.
2.(2024·新高考I卷)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 .
3.(2023·新高考I卷)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 .
4.(2023·全国甲卷·高考真题)设椭圆的离心率分别为.若,则( )
A. B. C. D.
5.(2022·全国甲卷·高考真题)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.
6.(2023·全国甲卷)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.
7.(多选题)(2022·全国乙卷)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.
8.(2022·浙江卷)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 .
9.(2021·全国甲卷)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.
10.(2021·天津卷)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
高频考点一 利用定义法求离心率(第一定义)
核心知识:一般情况题中出现圆锥曲线上的点与焦点联系在一起时,尽量转化为定义去考虑,会更简单!
(1)椭圆的两焦点分别为,是椭圆上任意一点,则:;
(2)双曲线的两焦点分别为,是双曲线上任意一点,则: 。
典例1:(2024·重庆渝中·模拟预测)已知双曲线的左焦点为,过坐标原点的直线与双曲线交于两点,且点在第一象限,满足.若点在双曲线上,且,则双曲线的离心率为( )
A. B. C. D.
变式训练
1.(2024·河南洛阳·模拟预测)已知为椭圆上一点,分别为其左、右焦点,为坐标原点,,且,则的离心率为( )
A. B. C. D.
2.(2024·高三·江西·开学考试)已知椭圆的左、右焦点分别为,经过点且垂直于x轴的直线与椭圆C交于A,B两点,且,则椭圆C的离心率为 。
3.(2024·高三·湖南·开学考试)已知为双曲线的左焦点,为双曲线左支上一点,,则双曲线的离心率为( )
A.3 B.2 C. D.
高频考点2 利用定义法求离心率(第二、三定义)
核心知识:椭圆的方程为(a>b>0):
过原点的直线交椭圆于两点,P点是椭圆上异于两点的任一点,则有。
双曲线的方程为(a>0,b>0):
过原点的直线交双曲线于两点,P点是双曲线上异于两点的任一点,则有。
典例1:(2024·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 .
变式训练:
1.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.,
2.(2024·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.
高频考点3 数形结合求离心率
核心知识:
典例1:(2024·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.
变式训练:
1.(2024·河北秦皇岛·高三校联考开学考试)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.
2.(2024·湖北·联考模拟预测)设椭圆的离心率,C的左右焦点分别为,点A在椭圆C上满足.的角平分线交椭圆于另一点B,交y轴于点D.已知,则_______.
高频考点4 顶角为直角的焦点三角形求解离心率的取值范围问题
核心知识: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:
椭圆:,根据范围求解值域.
双曲线:,根据范围求解值域.
典例1:(2024·重庆沙坪坝·高三校考阶段练习)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.
变式训练:
1.(2024·广东高三期中)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.
2.(2024·宁夏银川·高三校考阶段练习)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.
高频考点5 焦点三角形顶角范围与离心率
核心知识:是椭圆的焦点,点在椭圆上,,则(当且仅当动点为短轴端点时取等号)。
典例1:(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.
变式训练:
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.
2.(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.
高频考点6 共焦点的椭圆与双曲线问题
核心知识:,与基本不等式联姻求解离心率的取值范围
典例1:(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.
变式训练:
1.(2024·北京·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.,
2.(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 .
3.(多选题)(2024·辽宁葫芦岛·二模)已知椭圆:与双曲线:有公共焦点,,它们的离心率分别为,,P是它们在第一象限的交点,的内切圆圆心为Q,,O为坐标原点,则下列结论正确的是( )
A.若,则 B.若,则的最小值为
C.过作直线的垂线,垂足为H,点H的轨迹是双曲线 D.两个曲线在P点处的切线互相垂直
高频考点7 基本不等式法求离心率范围
核心知识:熟练掌握基本不等式即可。
典例1:(2024·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________.
变式训练:
1.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.
2.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.
高频考点8 中点弦求离心率(点差法)
核心知识:见到弦中点问题,马上想到点差法。
典例1:(2024·陕西西安·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 .
变式训练:
1.已知椭圆的右焦点为,过且斜率为1的直线与交于两点,若线段的中点在直线上,则的离心率为( )
A. B. C. D.
2.(2024·陕西铜川·三模)已知原点为,椭圆与直线交于两点,线段的中点为,若直线的斜率为,则椭圆的离心率为( )
A. B. C. D.
高频考点9 四心与离心率
核心知识:三角形的重心:三角形三条中线的交点。
(1)G是的重心;重心坐标;
(2)G为的重心,P为平面上任意点,则;
(3)重心是中线的三等分点;重心到顶点的距离与重心到对边中点的距离之比是2:1;
三角形的内心:三角形三条角平分线的交点。
重要结论:I是的内心 (其中a、b、c为的三条边);
三角形内切圆的半径求法:
(1)任意三角形:(其中为三角形ABC 的周长,为三角形ABC 的面积);
(2)直角三角形:(其中a,b为直角边,c为斜边)
三角形的垂心:三角形三条高线的交点
(1)H是的垂心。
(2)垂心到三角形一顶点距离为此三角形外心到此顶点对边距离得2倍。
三角形的外心:三角形三条垂直平分线的交点
(1)若O是的外心(或);
(2)若点O是的外心,则=0.
(3)若O是的外心,则;
(4)多心组合:的外心、重心、垂心共线,即∥
典例1:(2024·湖北·模拟预测)斜率为1的直线与双曲线交于两点,点是上的一点,满足的重心分别为的外心为.记直线,的斜率为.若,则双曲线的离心率为 .
变式训练:
1.(2024·福建龙岩·一模)斜率为的直线与椭圆交于两点,点是椭圆上的一点,且满足,点分别是的重心,点是的外心.记直线的斜率分别为,若,则椭圆的离心率为 .
2.已知点,分别为双曲线的左,右焦点,点,在的右支上,且点恰好为的外心,若,则双曲线的离心率为 .
高频考点10 平面截圆锥(林丹球)问题
典例1:“用一个不垂直于圆锥的轴的平面截圆锥,当圆锥的轴与截面所成的角不同时,可以得到不同的截口曲线”,利用这个原理,小强在家里用两个射灯(射出的光锥视为圆锥)在墙上投影出两个相同的椭圆(图1),光锥的一条母线恰好与墙面垂直.图2是一个射灯投影的直观图,圆锥的轴截面是等边三角形,椭圆所在平面为,则椭圆的离心率为 .
变式训练:
1.(2024·江西南昌·一模)用平面截圆锥面,可以截出椭圆 双曲线 抛物线,那它们是不是符合圆锥曲线的定义呢?比利时数学家旦德林用一个双球模型给出了证明.如图1,在一个圆锥中放入两个球,使得它们都与圆锥面相切,一个平面过圆锥母线上的点且与两个球都相切,切点分别记为.这个平面截圆锥面得到交线是上任意一点,过点的母线与两个球分别相切于点,因此有,而是图中两个圆锥母线长的差,是一个定值,因此曲线是一个椭圆.如图2,两个对顶圆锥中,各有一个球,这两个球的半径相等且与圆锥面相切,已知这两个圆锥的母线与轴夹角的正切值为,球的半径为4,平面与圆锥的轴平行,且与这两个球相切于两点,记平面与圆锥侧面相交所得曲线为,则曲线的离心率为 .
2.(2024·河北·模拟预测)数学家Geminad Dandelin用一平面截圆锥后,在圆锥内放两个大小不同的小球,使得它们分别与圆锥侧面 截面相切,就可证明图中平面截圆锥得到的截面是椭圆(如图称为丹德林双球模型).若圆锥的轴截面为正三角形,则用与圆锥的轴成角的平面截圆锥所得椭圆的离心率为 .

1.(2024·高三·河北邢台·开学考试)已知双曲线的左 右焦点分别为,过点且与实轴垂直的直线交双曲线于两点.若为等边三角形,则双曲线的离心率为( )
A. B. C.2 D.
2.(2024·广东深圳·二模)P是椭圆C:()上一点,、是的两个焦点,,点在的平分线上,为原点,,且.则的离心率为( )
A. B. C. D.
3.(2024·四川达州·二模)双曲线的左、右顶点分别为为上一点,若直线与直线斜率之积为2,则的离心率为( )
A. B. C.2 D.3
4.(2024·广东茂名·一模)已知椭圆的左、右焦点分别为,直线与椭圆交于两点,直线与椭圆交于另一点,若直线与的斜率之积为,则椭圆的离心率为( )
A. B. C. D.
5.(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.
6.(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.
7.(2024·辽宁·模拟预测)已知椭圆与双曲线有共同的焦点是椭圆与双曲线的一个公共点,且,其离心率分别为,则的最小值为( )
A.3 B.4 C.6 D.12
8.(2025·江西赣州·高三校考阶段练习)已知椭圆C:的左,右焦点,过原点的直线l与椭圆C相交于M,N两点.其中M在第一象限.,则椭圆C的离心率的取值范围为( )
A. B. C. D.
9.(2024·四川凉山·高三校考阶段练习)已知,分别是椭圆的左 右焦点,若在椭圆上存在点,使得的面积等于,则椭圆的离心率的取值范围为( )
A. B. C. D.
10.(2024·湖北·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.
11.(多选题)已知,是椭圆与双曲线共同的焦点,,分别是,的离心率,点M是它们的一个交点,则以下判断正确的有( )
A.面积为 B.若,则
C.若,则的取值范围为 D.若,则的取值范围为
12.双曲线,斜率为的直线与交于两点,点在上,且,的外心为,的重心为,的重心为,,则的离心率 .
13.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 .
14.(2024·河南新乡·三模)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 .
15.(2024·广东广州·一模)如图是数学家Germinal Dandelin用来证明一个平面截圆锥得到的截口曲线是椭圆的模型.在圆锥内放两个大小不同的小球,使得它们分别与圆锥的侧面与截面都相切,设图中球,球的半径分别为4和2,球心距离,截面分别与球,球相切于点(是截口椭圆的焦点),则此椭圆的离心率等于 .
16.(2024·江苏·三模)已知过坐标原点且异于坐标轴的直线交椭圆于两点,过的中点作轴的垂线,垂足为,直线交椭圆于另一点,直线的斜率分别为,则 ;若,则的离心率为 .
17.(2024·四川泸州·高三校考阶段练习)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 .
18.(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 .
19.(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 .
20.(2024·江西·统考二模)如图是数学家Germinal Dandelin用来证明一个平面截圆锥得到的截口曲线是椭圆的模型(称为“Dandelin双球”);在圆锥内放两个大小不同的小球,使得它们分别与圆锥的侧面、截面相切,设图中球,球的半径分别为和,球心距离,截面分别与球,球切于点,,(,是截口椭圆的焦点),则此椭圆的离心率等于______.
21.(2024·四川成都·模拟预测)已知椭圆与双曲线有相同的左右焦点,若点是与在第一象限内的交点,且,设与的离心率分别为,则的取值范围为 .
21.如图①,用一个平面去截圆锥,得到的截口曲线是椭圆.许多人从纯几何的角度出发对这个问题进行过研究,其中比利时数学家Germinal dandelin(1794-1847)的方法非常巧妙,极具创造性.在圆锥内放两个大小不同的球,使得它们分别与圆锥的侧面,截面相切,两个球分别与截面相切于E,F,在截口曲线上任取一点A,过A作圆锥的母线,分别与两个球相切于C,B,由球和圆的几何性质,可以知道,,于是.由B,C的产生方法可知,它们之间的距离是定值,由椭圆定义可知,截口曲线是以E,F为焦点的椭圆.如图②,一个半径为3的球放在桌面上,桌面上方有一个点光源P,则球在桌面上的投影是椭圆.已知是椭圆的长轴,垂直于桌面且与球相切,,则椭圆的离心率为 .
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5.1 离心率及其范围题型全归纳
考点分布 考查频率 命题趋势
离心率 2024年新高考I卷第12题,5分 2024年甲卷第5题,5分 2023年新高考I卷第5题,5分 2023年甲卷第9题,5分 2022年甲卷第10题,5分 2022年浙江卷第16题,4分 离心率问题一直是高考每年必考,对圆锥曲线概念和几何性质的考查为主,多以选择、填空题的形式考查,难度中等.二轮复习我们需要掌握一些基本的性质和常规的处理方法,挖掘椭圆双曲线的几何性质下手.
离心率在圆锥曲线问题中有着重要应用,它的变化会直接导致曲线类型和形状的变化,同时它又是圆锥曲线统一定义中的三要素之一,有关求解圆锥曲线离心率的试题在历年高考试卷中均有出现。
1.(2024·全国甲卷·高考真题)已知双曲线的两个焦点分别为,点在该双曲线上,则该双曲线的离心率为( )
A.4 B.3 C.2 D.
【答案】C
【详解】由题意,设、、,
则,,,
则,则.故选:C.
2.(2024·新高考I卷)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】
【详解】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:
3.(2023·新高考I卷)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】/
【详解】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:.
4.(2023·全国甲卷·高考真题)设椭圆的离心率分别为.若,则( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】由,得,因此,而,所以.故选:A
5.(2022·全国甲卷·高考真题)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
【详解】[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.(2023·全国甲卷)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:.
7.(多选题)(2022·全国乙卷)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:.
8.(2022·浙江卷)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:.
9.(2021·全国甲卷)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:.
10.(2021·天津卷)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:.
高频考点一 利用定义法求离心率(第一定义)
核心知识:一般情况题中出现圆锥曲线上的点与焦点联系在一起时,尽量转化为定义去考虑,会更简单!
(1)椭圆的两焦点分别为,是椭圆上任意一点,则:;
(2)双曲线的两焦点分别为,是双曲线上任意一点,则: 。
典例1:(2024·重庆渝中·模拟预测)已知双曲线的左焦点为,过坐标原点的直线与双曲线交于两点,且点在第一象限,满足.若点在双曲线上,且,则双曲线的离心率为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】设双曲线右焦点为,连接,
由题意可知关于原点对称,所以,
所以是直角,由,可设,则,即
由双曲线的定义可知:,,则,,
由是直角得:, 则,解得:,
又由是直角得:,则,
解得:,所以离心率故选:B.
变式训练
1.(2024·河南洛阳·模拟预测)已知为椭圆上一点,分别为其左、右焦点,为坐标原点,,且,则的离心率为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】令,显然点不在x轴上,,
则,
由余弦定理得,
因此,而,
于是,整理得,则,所以的离心率为.故选:C
2.(2024·高三·江西·开学考试)已知椭圆的左、右焦点分别为,经过点且垂直于x轴的直线与椭圆C交于A,B两点,且,则椭圆C的离心率为
【答案】/0.5
【解析】由题意知,
所以,即,
又,即,所以,故答案为:
3.(2024·高三·湖南·开学考试)已知为双曲线的左焦点,为双曲线左支上一点,,则双曲线的离心率为( )
A.3 B.2 C. D.
【答案】D
【解析】设为双曲线的右焦点,由余弦定理可得,所以,
由双曲线的定义可得,即,故双曲线的离心率.
故选:D.
高频考点2 利用定义法求离心率(第二、三定义)
核心知识:
椭圆的方程为(a>b>0):
过原点的直线交椭圆于两点,P点是椭圆上异于两点的任一点,则有。
双曲线的方程为(a>0,b>0):
过原点的直线交双曲线于两点,P点是双曲线上异于两点的任一点,则有。
典例1:(2024·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:
变式训练:
1.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.
2.(2024·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
高频考点3 数形结合求离心率
核心知识:
典例1:(2024·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.
变式训练:
1.(2024·河北秦皇岛·高三校联考开学考试)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
2.(2024·湖北·联考模拟预测)设椭圆的离心率,C的左右焦点分别为,点A在椭圆C上满足.的角平分线交椭圆于另一点B,交y轴于点D.已知,则_______.
【答案】
【详解】由点A在椭圆C上,且,设点,且,,

,同理,
设角平分线交x轴于,根据角平分线的性质,可知
,,
,解得,,得.
可得直线.进而可得,
由,可得,设中点为M,则.,
点差法的结论,证明如下:设,,,为中点,
故,两式作差得,,
又由,,可整理得,,
最后化简得,,进而得到,,得.
因为,所以,联立,解得,
所以,故,解得.故答案为:.
高频考点4 顶角为直角的焦点三角形求解离心率的取值范围问题
核心知识: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:
椭圆:,根据范围求解值域.
双曲线:,根据范围求解值域.
典例1:(2024·重庆沙坪坝·高三校考阶段练习)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.选:B.
变式训练:
1.(2024·广东高三期中)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.
2.(2024·宁夏银川·高三校考阶段练习)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.
高频考点5 焦点三角形顶角范围与离心率
核心知识:是椭圆的焦点,点在椭圆上,,则(当且仅当动点为短轴端点时取等号)。
典例1:(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.
变式训练:
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】F1(-c,0),F2(c,0),c>0,设P,则|PF1|=a+ex1,|PF2|=a-ex1.
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∈
2.(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.
高频考点6 共焦点的椭圆与双曲线问题
核心知识:,与基本不等式联姻求解离心率的取值范围
典例1:(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.
变式训练:
1.(2024·北京·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.
2.(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:
3.(多选题)(2024·辽宁葫芦岛·二模)已知椭圆:与双曲线:有公共焦点,,它们的离心率分别为,,P是它们在第一象限的交点,的内切圆圆心为Q,,O为坐标原点,则下列结论正确的是( )
A.若,则 B.若,则的最小值为
C.过作直线的垂线,垂足为H,点H的轨迹是双曲线 D.两个曲线在P点处的切线互相垂直
【答案】ABD
【解析】A选项,因为,所以,
又,故,则⊥,
由椭圆定义可得,由双曲线定义可得,解得,
由勾股定理得,即,化简得,即,
又,所以,A正确;
B选项,若,由余弦定理得,
即,由(1)得,
代入上式得,即,即,
因为又,所以,由基本不等式得,即,
解得,当且仅当时,等号成立,则的最小值为,B正确;
C选项,过作直线的垂线,垂足为H,延长交于点,
因为平分,由三线合一得,为的中点,
则,连接,由中位线性质得,
故点H的轨迹是以为圆心,为半径的圆,C错误;
D选项,下面证明椭圆在处的切线方程为,理由如下:
当时,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:,
所以,把代入,得:,
于是,则椭圆的切线斜率为,切线方程为,
整理得到,其中,故,即,
当时,此时或,当时,切线方程为,满足,
当时,切线方程为,满足,
综上:椭圆在处的切线方程为;
下面证明:上一点的切线方程为,
理由如下:设过点的切线方程为,与联立得,

由化简得,
因为,代入上式得,
整理得,同除以得,,
即,因为,,
所以,联立,两式相乘得,,
从而,故,
即,令,则,即,
解得,即,故椭圆:在点处的切线斜率为,
双曲线在点处的切线斜率为,
又,故,化简得,
又,所以,故则斜率乘积为,
故两曲线在点处的切线互相垂直,D正确.故选:ABD
高频考点7 基本不等式法求离心率范围
核心知识:熟练掌握基本不等式即可。
典例1:(2024·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:.
变式训练:
1.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
2.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,选:A.
高频考点8 中点弦求离心率(点差法)
核心知识:见到弦中点问题,马上想到点差法。
典例1:(2024·陕西西安·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:.
变式训练:
1.已知椭圆的右焦点为,过且斜率为1的直线与交于两点,若线段的中点在直线上,则的离心率为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】设,由题意可知直线的方程为,
线段的中点是直线与直线的交点,联立,解得,所以,
另一方面,联立,得.
易知,由韦达定理得,解得,
所以,故离心率,故D正确.故选:D.
2.(2024·陕西铜川·三模)已知原点为,椭圆与直线交于两点,线段的中点为,若直线的斜率为,则椭圆的离心率为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】设,则,
则,两式相减可得,,即,
即,,故.故选:B
高频考点9 四心与离心率
核心知识:三角形的重心:三角形三条中线的交点。
(1)G是的重心;重心坐标;
(2)G为的重心,P为平面上任意点,则;
(3)重心是中线的三等分点;重心到顶点的距离与重心到对边中点的距离之比是2:1;
三角形的内心:三角形三条角平分线的交点。
重要结论:I是的内心 (其中a、b、c为的三条边);
三角形内切圆的半径求法:
(1)任意三角形:(其中为三角形ABC 的周长,为三角形ABC 的面积);
(2)直角三角形:(其中a,b为直角边,c为斜边)
三角形的垂心:三角形三条高线的交点
(1)H是的垂心。
(2)垂心到三角形一顶点距离为此三角形外心到此顶点对边距离得2倍。
三角形的外心:三角形三条垂直平分线的交点
(1)若O是的外心(或);
(2)若点O是的外心,则=0.
(3)若O是的外心,则;
(4)多心组合:的外心、重心、垂心共线,即∥
典例1:(2024·湖北·模拟预测)斜率为1的直线与双曲线交于两点,点是上的一点,满足的重心分别为的外心为.记直线,的斜率为.若,则双曲线的离心率为 .
【答案】2
【解析】不妨取的中点.因为的重心为,且在中线上,
所以.由中点弦结论知,,
,,因为,所以,,
又由,可得的外心为的中点,于是由中点弦结论知,又,
所以,即.由得,,解得,
所以双曲线的离心率.故答案为:2.
变式训练:
1.(2024·福建龙岩·一模)斜率为的直线与椭圆交于两点,点是椭圆上的一点,且满足,点分别是的重心,点是的外心.记直线的斜率分别为,若,则椭圆的离心率为 .
【答案】
【解析】取的中点,依题意,点是中点,点分别在上,
设,由两式相减得,
直线斜率,直线斜率,则,
直线的斜率分别为,同理,又,
因此,解得,
所以椭圆的离心率.故答案为:
2.已知点,分别为双曲线的左,右焦点,点,在的右支上,且点恰好为的外心,若,则双曲线的离心率为 .
【答案】
【解析】如图,连接,∵点恰好为的外心,∴,
由,得,同理,
又,∴,∴△是等边三角形,
∴,∴,解得.故答案为:
高频考点10 平面截圆锥(林丹球)问题
典例1:“用一个不垂直于圆锥的轴的平面截圆锥,当圆锥的轴与截面所成的角不同时,可以得到不同的截口曲线”,利用这个原理,小强在家里用两个射灯(射出的光锥视为圆锥)在墙上投影出两个相同的椭圆(图1),光锥的一条母线恰好与墙面垂直.图2是一个射灯投影的直观图,圆锥的轴截面是等边三角形,椭圆所在平面为,则椭圆的离心率为 .
【答案】
【解析】设,由于,所以,在等边三角形中,
点为的中点,于是,在平面中,由椭圆的对称性可知,
,连接,延长与交于点,
由于为中点,所以在中,,
由勾股定理可得,
在中,,,,由余弦定理可得

在中,由于,所以,于是有,
设椭圆短轴的两个顶点为,连接分别交圆锥于,
由于,所以,由于为圆锥母线,所以,
从而有,在中,由勾股定理可得,所以在椭圆中,,,
则,则离心率为.故答案为:.
变式训练:
1.(2024·江西南昌·一模)用平面截圆锥面,可以截出椭圆 双曲线 抛物线,那它们是不是符合圆锥曲线的定义呢?比利时数学家旦德林用一个双球模型给出了证明.如图1,在一个圆锥中放入两个球,使得它们都与圆锥面相切,一个平面过圆锥母线上的点且与两个球都相切,切点分别记为.这个平面截圆锥面得到交线是上任意一点,过点的母线与两个球分别相切于点,因此有,而是图中两个圆锥母线长的差,是一个定值,因此曲线是一个椭圆.如图2,两个对顶圆锥中,各有一个球,这两个球的半径相等且与圆锥面相切,已知这两个圆锥的母线与轴夹角的正切值为,球的半径为4,平面与圆锥的轴平行,且与这两个球相切于两点,记平面与圆锥侧面相交所得曲线为,则曲线的离心率为 .
【答案】/
【解析】如图,是圆锥与球的切点,是球心,P是截口上任一点,
连接,则,所以,,
所以是矩形, 连接,则,
因为圆锥的母线与轴夹角的正切值为,即,所以,
根据对称性得 ,所以,故两圆的公切线长为6
连接,PA,OP,设OP与球的切线交于K,与球的切线交于H,则,
所以 ,得,在中,,
所以,得 曲线的离心率为故答案为:
2.(2024·河北·模拟预测)数学家Geminad Dandelin用一平面截圆锥后,在圆锥内放两个大小不同的小球,使得它们分别与圆锥侧面 截面相切,就可证明图中平面截圆锥得到的截面是椭圆(如图称为丹德林双球模型).若圆锥的轴截面为正三角形,则用与圆锥的轴成角的平面截圆锥所得椭圆的离心率为 .

【答案】
【解析】令两个球分别与截面相切于点,在截口曲线上任取一点,过点作圆锥的母线,
分别与两个球相切于,均为球的切线,则,同理,
因此,由切点的产生方式知,长为定值,
于是截口曲线上任意点到定点的距离和为定值,该曲线是以点为焦点的椭圆,
作出几何体的轴截面,如图,设,依题意,,
则,椭圆的长轴长,半焦距为c,
则,因此,所以离心率.故答案为:
1.(2024·高三·河北邢台·开学考试)已知双曲线的左 右焦点分别为,过点且与实轴垂直的直线交双曲线于两点.若为等边三角形,则双曲线的离心率为( )
A. B. C.2 D.
【答案】A
【解析】设,因为为等边三角形,则,,
又,所以双曲线的离心率.故选:A
2.(2024·广东深圳·二模)P是椭圆C:()上一点,、是的两个焦点,,点在的平分线上,为原点,,且.则的离心率为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】如图,设,,延长交于A,
由题意知,O为的中点,故为中点,又,即,则,
又由,则是等腰直角三角形,故有,化简得,即,
代入得,即,由所以,
所以,.故选:C.
3.(2024·四川达州·二模)双曲线的左、右顶点分别为为上一点,若直线与直线斜率之积为2,则的离心率为( )
A. B. C.2 D.3
【答案】B
【解析】由题意得,设,可得,即,
又直线与直线斜率之积为2,得,
则离心率.故选:.
4.(2024·广东茂名·一模)已知椭圆的左、右焦点分别为,直线与椭圆交于两点,直线与椭圆交于另一点,若直线与的斜率之积为,则椭圆的离心率为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】直线经过原点,设,,.
.
又,,两式相减,得.
,.离心率为.故选:B.
5.(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
6.(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.
7.(2024·辽宁·模拟预测)已知椭圆与双曲线有共同的焦点是椭圆与双曲线的一个公共点,且,其离心率分别为,则的最小值为( )
A.3 B.4 C.6 D.12
【答案】A
【解析】设,由余弦定理得,即;
在椭圆中,等于椭圆的长轴长,因此,
在双曲线中,等于双曲线的实轴长,因此,
则.
所以,
当且仅当时等号成立故选:A
8.(2025·江西赣州·高三校考阶段练习)已知椭圆C:的左,右焦点,过原点的直线l与椭圆C相交于M,N两点.其中M在第一象限.,则椭圆C的离心率的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】由椭圆的对称性知:,而,又,即四边形为矩形,所以,则且M在第一象限,整理得,
所以,又即,
综上,,整理得,所以.故选:D.
9.(2024·四川凉山·高三校考阶段练习)已知,分别是椭圆的左 右焦点,若在椭圆上存在点,使得的面积等于,则椭圆的离心率的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】依题意,,而,
则有,由椭圆定义知:,
当且仅当,即时取“=”,于是有,则,又,即有,
所以椭圆的离心率的取值范围为.故选:A
10.(2024·湖北·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.
11.(多选题)已知,是椭圆与双曲线共同的焦点,,分别是,的离心率,点M是它们的一个交点,则以下判断正确的有( )
A.面积为 B.若,则
C.若,则的取值范围为 D.若,则的取值范围为
【答案】ABD
【解析】设,,,,不妨设M在第一象限.
∴,,∴,,.
.
对于A,在中,由余弦定理可得,
,,A正确.
对于B,在中,由余弦定理可得,
即,
∴.∴
∴,∴.B正确;
对于C,当时,
即,所以,所以.∵,
∴.设,∴,所以.C错误;
对于D,,记,
∴,即.D正确;故选:ABD.
12.双曲线,斜率为的直线与交于两点,点在上,且,的外心为,的重心为,的重心为,,则的离心率 .
【答案】
【解析】设,,.
由于,故的外心就是线段的中点,即.
而三角形重心的坐标就是三个顶点的平均值,故,.
所以.
而都在上,,故,.
这就得到.
而的斜率为,故,所以.
由又可以得到,,.
从而,,.
故,所以.
这就得到,所以离心率.故答案为:.
13.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: .
14.(2024·河南新乡·三模)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】设的垂心为,则,不妨设,则,代入渐近线方程,得,
则,因为直线与双曲线交于点,,则,两点的坐标分别为:,,
因为,化简可得,所以双曲线的离心率为,
故答案为:.
15.(2024·广东广州·一模)如图是数学家Germinal Dandelin用来证明一个平面截圆锥得到的截口曲线是椭圆的模型.在圆锥内放两个大小不同的小球,使得它们分别与圆锥的侧面与截面都相切,设图中球,球的半径分别为4和2,球心距离,截面分别与球,球相切于点(是截口椭圆的焦点),则此椭圆的离心率等于 .
【答案】
【解析】设,由,解得,
所以,所以,
设直线与圆锥的母线相交于点, 圆锥的母线与球相切于两点,如图所示,
则,两式相加得,即,
过作,垂直为,则四边形为矩形,所以,,
所以椭圆的离心率为.故答案为:
16.(2024·江苏·三模)已知过坐标原点且异于坐标轴的直线交椭圆于两点,过的中点作轴的垂线,垂足为,直线交椭圆于另一点,直线的斜率分别为,则 ;若,则的离心率为 .
【答案】
【解析】设,则,
设,则,则,
故,结合,可得故答案为:,
17.(2024·四川泸州·高三校考阶段练习)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.答案为:.
18.(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:.
19.(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:
20.(2024·江西·统考二模)如图是数学家Germinal Dandelin用来证明一个平面截圆锥得到的截口曲线是椭圆的模型(称为“Dandelin双球”);在圆锥内放两个大小不同的小球,使得它们分别与圆锥的侧面、截面相切,设图中球,球的半径分别为和,球心距离,截面分别与球,球切于点,,(,是截口椭圆的焦点),则此椭圆的离心率等于______.
【答案】
【详解】如图,圆锥面与其内切球,分别相切与,连接,则,,过作垂直于,连接, 交于点C
设圆锥母线与轴的夹角为 ,截面与轴的夹角为.
在中, ,
解得
即 则椭圆的离心率
21.(2024·四川成都·模拟预测)已知椭圆与双曲线有相同的左右焦点,若点是与在第一象限内的交点,且,设与的离心率分别为,则的取值范围为 .
【答案】
【解析】设椭圆与双曲线的焦距,,由题意可得:,,
,,,,
,,.
,,设,则,
,.故答案为:.
21.如图①,用一个平面去截圆锥,得到的截口曲线是椭圆.许多人从纯几何的角度出发对这个问题进行过研究,其中比利时数学家Germinal dandelin(1794-1847)的方法非常巧妙,极具创造性.在圆锥内放两个大小不同的球,使得它们分别与圆锥的侧面,截面相切,两个球分别与截面相切于E,F,在截口曲线上任取一点A,过A作圆锥的母线,分别与两个球相切于C,B,由球和圆的几何性质,可以知道,,于是.由B,C的产生方法可知,它们之间的距离是定值,由椭圆定义可知,截口曲线是以E,F为焦点的椭圆.如图②,一个半径为3的球放在桌面上,桌面上方有一个点光源P,则球在桌面上的投影是椭圆.已知是椭圆的长轴,垂直于桌面且与球相切,,则椭圆的离心率为 .
【答案】/0.75
【解析】依题意,作截面,如图所示,
圆是内切圆,圆切于,切于,,圆半径即球半径为,
所以,,
则在中,,所以,
故在中,,所以,即,
根据椭圆在圆锥中的截面与二面球相切的切点为椭圆的焦点可知:为椭圆的一个焦点,
又因为,所以,故,所以该椭圆的离心率为.故答案为:.
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