资源简介 中小学教育资源及组卷应用平台重难点26 巧解圆锥曲线的离心率问题【八大题型】【新高考专用】【题型1 利用圆锥曲线的定义求离心率或其范围】 2【题型2 利用圆锥曲线的性质求离心率或其范围】 3【题型3 利用等量关系或不等关系求离心率或其范围】 3【题型4 利用正、余弦定理求离心率或其范围】 4【题型5 利用基本不等式求离心率的范围】 5【题型6 椭圆与双曲线综合的离心率问题】 5【题型7 函数法求离心率或其范围】 6【题型8 坐标法求离心率或其范围】 71、巧解圆锥曲线的离心率问题从近几年的高考情况来看,圆锥曲线的离心率或其取值范围问题是高考的热点题型,主要以选择题或填空题的形式考查,难度不大;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.【知识点1 圆锥曲线的离心率】1.椭圆的离心率(1)离心率的定义:椭圆的焦距与长轴长的比称为椭圆的离心率.用e表示,即e=.(2)离心率的范围:0(3)椭圆离心率的意义:椭圆离心率的变化刻画了椭圆的扁平程度.当e越接近于1时,c越接近于a,从而b=越小,因此椭圆越扁;当e越接近于0时,c越接近于0,从而b=越接近于a,因此椭圆越接近于圆;当且仅当a=b时,c=0,这时两个焦点重合,图形变为圆,它的方程为.2.求椭圆离心率或其取值范围的方法解题的关键是借助图形建立关于a, b, c的关系式(等式或不等式),转化为e的关系式,常用方法如下:(1)直接求出a, c,利用离心率公式求解.(2)由a与b的关系求离心率,利用变形公式求解.(3)构造a, c的齐次式.离心率e的求解中可以不求出a, c的具体值,而是得出a与c的关系,从而求得e.3.双曲线的离心率(1)定义:双曲线的焦距与实轴长的比,叫作双曲线的离心率.(2)双曲线离心率的范围:e>1.(3)离心率的意义:离心率的大小决定了渐近线斜率的大小,从而决定了双曲线的开口大小.因为=,所以e越大,越大,则双曲线的开口越大.(4)等轴双曲线的两渐近线互相垂直,离心率e=.4.求双曲线离心率或其取值范围的方法(1)直接求出a, c的值,利用离心率公式直接求解.(2)列出含有a, b, c的齐次方程(或不等式),借助于消去b,转化为含有e的方程(或不等式)求解.5.抛物线的离心率抛物线的离心率e =1.【知识点2 离心率的范围问题的求解方法】1.不等式法求离心率的范围(1)利用圆锥曲线的定义求离心率的范围:利用圆锥曲线的定义建立不等关系,结合离心率公式求解.(2)利用圆锥曲线的性质求离心率的范围:利用圆锥曲线的性质,如:椭圆的最大角、双曲线渐近线的斜率、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(不等式组)求解.(3)利用题目条件中的不等关系,建立不等式(不等式组)求解.(4)利用基本不等式求离心率的范围:把离心率的关系式转化为能利用基本不等式的形式,利用基本不等式建立不等关系进行求解.2.函数法求离心率的范围(1)根据题干条件,如圆锥曲线的定义、性质、其他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)结合圆锥曲线的离心率的范围,来确定所得函数的定义域;(3)利用函数的性质求最值或值域,进而求解离心率的最值或取值范围.3.坐标法求离心率的范围根据所给条件,设出所求点的坐标,把点的坐标代入曲线方程,结合相关知识,进行求解即可.【题型1 利用圆锥曲线的定义求离心率或其范围】【例1】(2024·内蒙古呼和浩特·模拟预测)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. B.3 C.2 D.【变式1-1】(2024·广西贵港·模拟预测)已知正方形ABCD的四个顶点都在椭圆上,且椭圆的两个焦点分别为边AD和BC的中点,则该椭圆的离心率为( )A. B. C. D.【变式1-2】(23-24高二下·山西晋城·阶段练习)已知,是椭圆的两个焦点,M为C的顶点,若的内心和重心重合,则C的离心率为( )A. B. C. D.【变式1-3】(2024·陕西商洛·三模)已知双曲线的左、右焦点分别为,若上存在点,使得,则的离心率的取值范围为( )A. B. C. D.【题型2 利用圆锥曲线的性质求离心率或其范围】【例2】(2024·浙江杭州·三模)已知双曲线上存在关于原点中心对称的两点A,B,以及双曲线上的另一点C,使得为正三角形,则该双曲线离心率的取值范围是( )A. B. C. D.【变式2-1】(23-24高二下·山西运城·期中)已知分别是椭圆的左、右焦点,过点的直线交于两点,若的最大值为8,则的离心率为( ).A. B. C. D.【变式2-2】(2024·四川·模拟预测)已知双曲线分别为的右焦点和左顶点,点是双曲线上的点,若的面积为,则双曲线的离心率为( )A. B.2 C. D.【变式2-3】(2024·陕西铜川·模拟预测)已知是椭圆的左、右焦点,若上存在不同的两点,使得,则的离心率的取值范围为( )A. B. C. D.【题型3 利用等量关系或不等关系求离心率或其范围】【例3】(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.【变式3-1】(2024·江西南昌·三模)已知双曲线的左、右焦点分别为,.过作直线与双曲线的右支交于,两点,若的周长为,则双曲线的离心率的取值范围是( )A. B. C. D.【变式3-2】(2024·河北邯郸·模拟预测)已知双曲线:,O为坐标原点,、分别为的左、右焦点,点P在双曲线上,且轴,M在外角平分线上,且.若,则双曲线的离心率为( )A. B. C.2 D.【变式3-3】(2024·陕西安康·模拟预测)已知椭圆,直线与椭圆交于两点(点在点上方),为坐标原点,以为圆心,为半径的圆在点处的切线与轴交于点,若,则的离心率的最大值为( )A. B. C. D.【题型4 利用正、余弦定理求离心率或其范围】【例4】(2024·广西桂林·模拟预测)已知是双曲线的左、右焦点,过作双曲线一条渐近线的垂线,垂足为,且,则双曲线的离心率为( )A. B. C. D.【变式4-1】(2024·陕西安康·模拟预测)设分别为椭圆的左 右顶点,是上一点,且,则的离心率为( )A. B. C. D.【变式4-2】(2024·四川成都·模拟预测)设点,分别为双曲线的左、右焦点,点A,B分别在双曲线C的左,右支上.若,,且,则双曲线的离心率为( )A. B. C. D.【变式4-3】(23-24高二上·浙江杭州·期中)双曲线的左,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D,且,则C的离心率为( )A. B.2 C. D.3【题型5 利用基本不等式求离心率的范围】【例5】(23-24高二上·安徽黄山·期末)已知点是椭圆的左焦点,过原点作直线交椭圆于两点,分别是、的中点,若,则椭圆离心率的最小值为( )A. B. C. D.【变式5-1】(23-24高三上·云南曲靖·阶段练习)已知,,分别为双曲线(,)的左、右焦点,M为双曲线左支上任意一点,若的最小值为8a,则双曲线离心率e的取值范围是( )A. B.C. D.【变式5-2】(23-24高二·全国·课后作业)已知,分别为双曲线的左、右焦点,P为双曲线右支上任意一点,若的最小值为,则该双曲线的离心率的取值范围是( )A. B. C. D.【变式5-3】(2024·河南·二模)从椭圆外一点向椭圆引两条切线,切点分别为,则直线称作点关于椭圆的极线,其方程为.现有如图所示的两个椭圆,离心率分别为,内含于,椭圆上的任意一点关于的极线为,若原点到直线的距离为1,则的最大值为( ) A. B. C. D.【题型6 椭圆与双曲线综合的离心率问题】【例6】(2024·安徽合肥·模拟预测)已知椭圆:与双曲线:的焦点重合,,分别为,的离心率,则( )A. B.C. D.【变式6-1】(2024·山东菏泽·二模)已知分别为椭圆和双曲线的离心率,双曲线渐近线的斜率不超过,则的最大值是( )A.2 B.3 C.4 D.5【变式6-2】(2024·全国·模拟预测)已知椭圆与双曲线有共同的焦点,点为两曲线的一个公共点,且,椭圆的离心率为,双曲线的离心率为,那么最小为( )A. B. C. D.【变式6-3】(23-24高二上·湖北荆州·期末)已知是椭圆与双曲线的公共焦点,是它们的一个公共点,且,线段的垂直平分线过,若椭圆的离心率为,双曲线的离心率为,则的最小值为( )A.8 B.6 C.4 D.2【题型7 函数法求离心率或其范围】【例7】(2024·全国·模拟预测)已知椭圆的左、右焦点分别为,点在椭圆上,且.若,则椭圆的离心率的取值范围是( )A. B. C. D.【变式7-1】(2024·河北邯郸·二模)已知直线与双曲线的两条渐近线交于A,B两点,O为坐标原点,若OAB为直角三角形,则双曲线的离心率e的最大值为( )A. B. C.2 D.【变式7-2】(2024·辽宁·模拟预测)已知是椭圆上的动点,若动点到定点的距离的最小值为1,则椭圆的离心率的取值范围是( )A. B. C. D.【变式7-3】(2024·四川·模拟预测)已知双曲线,,为的左、右焦点,,直线与的一支交于点,且,则的离心率最大值为( )A. B.2 C. D.【题型8 坐标法求离心率或其范围】【例8】(23-24高二下·湖北武汉·阶段练习)已知分别为椭圆的左顶点和左焦点,直线与椭圆交于两点,若直线交线段于,则椭圆的离心率为( )A. B. C. D.【变式8-1】(23-24高三上·河北保定·阶段练习)已知双曲线,点,若上存在三个不同的点满足,则的离心率的取值范围为( )A. B. C. D.【变式8-2】(2024·福建泉州·模拟预测)椭圆的左右焦点分别为,点,线段,分别交于两点,过点作的切线交于,且,则的离心率为( )A. B. C. D.【变式8-3】(23-24高二上·湖北·期中)已知双曲线:的左、右焦点分别为,,过点的直线与双曲线的左支交于点,与双曲线的一条渐近线在第一象限交于点,且(为坐标原点).下列三个结论正确的是( )①的坐标为;②;③若,则双曲线的离心率;A.①② B.②③ C.①③ D.①②③一、单选题1.(2024·湖北武汉·模拟预测)设椭圆的左右焦点为,右顶点为,已知点在椭圆上,若,则椭圆的离心率为( )A. B. C. D.2.(2024·四川雅安·三模)设分别为双曲线的左右焦点,过点的直线交双曲线右支于点,交轴于点,且为线段的中点,并满足,则双曲线的离心率为( )A. B. C.2 D.3.(2024·陕西咸阳·模拟预测)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.4.(2024·安徽合肥·模拟预测)已知双曲线,、分别为左、右焦点,若双曲线右支上有一点P使得线段与y轴交于点E,,线段的中点H满足,则双曲线的离心率为( )A. B. C. D.5.(2024·广东·一模)已知点F,A分别是椭圆的左焦点、右顶点,满足,则椭圆的离心率等于( )A. B. C. D.6.(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.127.(2024·河南濮阳·模拟预测)点是椭圆上的点,以为圆心的圆与轴相切于椭圆的焦点,圆与轴相交于两点,若是锐角三角形,则椭圆离心率的取值范围是( )A. B.C. D.8.(2024·四川德阳·模拟预测)已知双曲线l 的焦距为2c,右顶点为A,过A作x轴的垂线与E 的渐近线交于M、N 两点,若 则 E 的离心率的取值范围是( )A. B. C. D.[ ,2]二、多选题9.(2024·甘肃酒泉·三模)已知椭圆上存在点,使得,其中分别为椭圆的左、右焦点,则该椭圆的离心率可能为( )A. B. C. D.10.(2024·河南信阳·模拟预测)已知双曲线的左、右焦点分别为,直线与相交于点,与的一条渐近线相交于点的离心率为,则( )A.若,则 B.若,则C.若,则 D.若,则11.(2024·贵州贵阳·三模)双曲线的左、右焦点分别为点,斜率为正的渐近线为,过点作直线的垂线,垂足为点,交双曲线于点,设点是双曲线上任意一点,若,则( )A.双曲线的离心率为B.双曲线的共轭双曲线方程为C.当点位于双曲线右支时,D.点到两渐近线的距离之积为三、填空题12.(2024·山东济南·三模)已知是椭圆的左,右焦点,点为椭圆上一点,为坐标原点,为正三角形,则该椭圆的离心率为 .13.(24-25高三上·江苏南通·阶段练习)已知双曲线,,为双曲线的左右焦点,过做斜率为正的直线交双曲线左支于, 两点,若,,则双曲线的离心率是 .14.(2024高三下·全国·专题练习)已知P、Q为椭圆上关于原点对称的两点,点P在第一象限,、是椭圆C的左、右焦点,,若,则椭圆C的离心率的取值范围为 .四、解答题15.(2024·湖南衡阳·模拟预测)已知双曲线与椭圆共焦点,点、分别是以椭圆半焦距为半径的圆与双曲线的渐近线在第一、二象限的交点,若点满足,(为坐标原点),(1)求双曲线的离心率;(2)求的面积.16.(2024·湖北·模拟预测)已知椭圆过点.(1)若椭圆E的离心率,求b的取值范围;(2)已知椭圆E的离心率,M,N为椭圆E上不同两点,若经过M,N两点的直线与圆相切,求线段的最大值.17.(2024·安徽蚌埠·模拟预测)已知双曲线的左顶点是,一条渐近线的方程为.(1)求双曲线E的离心率;(2)设直线与双曲线E交于点P,Q,求线段PQ的长.18.(2024·黑龙江齐齐哈尔·二模)已知椭圆的左顶点为,过且斜率为的直线交轴于点,交的另一点为.(1)若,求的离心率;(2)点在上,若,且,求的取值范围.19.(2024·上海·三模)已知双曲线:的左、右焦点分别为、.(1)若的长轴长为2,焦距为4,求的渐近线方程:(2)若,双曲线左支上任意点T均满足,求a的最大值;(3)若双曲线的左支上存在点P、右支上存在点Q满足,求的离心率的取值范围.21世纪教育网(www.21cnjy.com)中小学教育资源及组卷应用平台重难点26 巧解圆锥曲线的离心率问题【八大题型】【新高考专用】【题型1 利用圆锥曲线的定义求离心率或其范围】 2【题型2 利用圆锥曲线的性质求离心率或其范围】 4【题型3 利用等量关系或不等关系求离心率或其范围】 7【题型4 利用正、余弦定理求离心率或其范围】 10【题型5 利用基本不等式求离心率的范围】 13【题型6 椭圆与双曲线综合的离心率问题】 16【题型7 函数法求离心率或其范围】 18【题型8 坐标法求离心率或其范围】 211、巧解圆锥曲线的离心率问题从近几年的高考情况来看,圆锥曲线的离心率或其取值范围问题是高考的热点题型,主要以选择题或填空题的形式考查,难度不大;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.【知识点1 圆锥曲线的离心率】1.椭圆的离心率(1)离心率的定义:椭圆的焦距与长轴长的比称为椭圆的离心率.用e表示,即e=.(2)离心率的范围:0(3)椭圆离心率的意义:椭圆离心率的变化刻画了椭圆的扁平程度.当e越接近于1时,c越接近于a,从而b=越小,因此椭圆越扁;当e越接近于0时,c越接近于0,从而b=越接近于a,因此椭圆越接近于圆;当且仅当a=b时,c=0,这时两个焦点重合,图形变为圆,它的方程为.2.求椭圆离心率或其取值范围的方法解题的关键是借助图形建立关于a, b, c的关系式(等式或不等式),转化为e的关系式,常用方法如下:(1)直接求出a, c,利用离心率公式求解.(2)由a与b的关系求离心率,利用变形公式求解.(3)构造a, c的齐次式.离心率e的求解中可以不求出a, c的具体值,而是得出a与c的关系,从而求得e.3.双曲线的离心率(1)定义:双曲线的焦距与实轴长的比,叫作双曲线的离心率.(2)双曲线离心率的范围:e>1.(3)离心率的意义:离心率的大小决定了渐近线斜率的大小,从而决定了双曲线的开口大小.因为=,所以e越大,越大,则双曲线的开口越大.(4)等轴双曲线的两渐近线互相垂直,离心率e=.4.求双曲线离心率或其取值范围的方法(1)直接求出a, c的值,利用离心率公式直接求解.(2)列出含有a, b, c的齐次方程(或不等式),借助于消去b,转化为含有e的方程(或不等式)求解.5.抛物线的离心率抛物线的离心率e =1.【知识点2 离心率的范围问题的求解方法】1.不等式法求离心率的范围(1)利用圆锥曲线的定义求离心率的范围:利用圆锥曲线的定义建立不等关系,结合离心率公式求解.(2)利用圆锥曲线的性质求离心率的范围:利用圆锥曲线的性质,如:椭圆的最大角、双曲线渐近线的斜率、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(不等式组)求解.(3)利用题目条件中的不等关系,建立不等式(不等式组)求解.(4)利用基本不等式求离心率的范围:把离心率的关系式转化为能利用基本不等式的形式,利用基本不等式建立不等关系进行求解.2.函数法求离心率的范围(1)根据题干条件,如圆锥曲线的定义、性质、其他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)结合圆锥曲线的离心率的范围,来确定所得函数的定义域;(3)利用函数的性质求最值或值域,进而求解离心率的最值或取值范围.3.坐标法求离心率的范围根据所给条件,设出所求点的坐标,把点的坐标代入曲线方程,结合相关知识,进行求解即可.【题型1 利用圆锥曲线的定义求离心率或其范围】【例1】(2024·内蒙古呼和浩特·模拟预测)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. B.3 C.2 D.【解题思路】由焦点坐标可得焦距,结合双曲线定义计算可得,即可得离心率.【解答过程】由题意,设、、,则,,,则,则.故选:C.【变式1-1】(2024·广西贵港·模拟预测)已知正方形ABCD的四个顶点都在椭圆上,且椭圆的两个焦点分别为边AD和BC的中点,则该椭圆的离心率为( )A. B. C. D.【解题思路】设正方形的边长为2,边AD和BC的中点分别为,则,,从而可求出离心率.【解答过程】设正方形的边长为2,边AD和BC的中点分别为,椭圆的长半轴长为a(),半焦距为c(),连接,则,,所以离心率.故选:C.【变式1-2】(23-24高二下·山西晋城·阶段练习)已知,是椭圆的两个焦点,M为C的顶点,若的内心和重心重合,则C的离心率为( )A. B. C. D.【解题思路】根据的内心和重心重合,判断为等边三角形,得即可.【解答过程】如图所示,为椭圆的顶点,且的内心和重心重合,所以为等边三角形,又因为,所以,即.故选:C.【变式1-3】(2024·陕西商洛·三模)已知双曲线的左、右焦点分别为,若上存在点,使得,则的离心率的取值范围为( )A. B. C. D.【解题思路】根据双曲线定义和,得到,结合,得到不等式,又双曲线的离心率大于1,得到答案.【解答过程】因为,所以,又,所以,所以离心率,又双曲线的离心率大于1,所以.故选:D.【题型2 利用圆锥曲线的性质求离心率或其范围】【例2】(2024·浙江杭州·三模)已知双曲线上存在关于原点中心对称的两点A,B,以及双曲线上的另一点C,使得为正三角形,则该双曲线离心率的取值范围是( )A. B. C. D.【解题思路】设点,则可取,代入双曲线方程整理可得,结合渐近线列式求解即可.【解答过程】由题意可知:双曲线的渐近线方程为,设点,则可取,则,整理得,解得,即,可得,则,所以该双曲线离心率的取值范围是.故选:A.【变式2-1】(23-24高二下·山西运城·期中)已知分别是椭圆的左、右焦点,过点的直线交于两点,若的最大值为8,则的离心率为( ).A. B. C. D.【解题思路】椭圆定义有,结合已知确定的最小值,即可求解.【解答过程】由椭圆的定义,可知, 所以当最小时,最大,由椭圆的性质得,过椭圆焦点的弦中垂直于长轴的弦最短,当直线AB垂直于轴时,取得最小值,此时,由解得,此时的离心率.故选:A.【变式2-2】(2024·四川·模拟预测)已知双曲线分别为的右焦点和左顶点,点是双曲线上的点,若的面积为,则双曲线的离心率为( )A. B.2 C. D.【解题思路】根据、点在上,求出可得答案.【解答过程】由题设知,,则,所以,且,易知,又因为点在上,所以,所以,因为,所以 ,则,化简得,解得或(舍去).所以,故的离心率为.故选:B.【变式2-3】(2024·陕西铜川·模拟预测)已知是椭圆的左、右焦点,若上存在不同的两点,使得,则的离心率的取值范围为( )A. B. C. D.【解题思路】利用向量关系结合椭圆的对称性,找到当分别位于的左、右顶点时,有最大值,求出离心率的取值范围.【解答过程】如图,延长交椭圆于,根据椭圆的对称性,得,,当分别位于的左、右顶点时,有最大值,又因为不重合,所以,即,解得,所以的离心率的取值范围为.故选:C.【题型3 利用等量关系或不等关系求离心率或其范围】【例3】(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.【解题思路】设,,由题意得出是等腰直角三角形,列方程组得到含的齐次方程求解离心率即可.【解答过程】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.【变式3-1】(2024·江西南昌·三模)已知双曲线的左、右焦点分别为,.过作直线与双曲线的右支交于,两点,若的周长为,则双曲线的离心率的取值范围是( )A. B. C. D.【解题思路】由双曲线的定义可得的周长为,求得,再由过焦点的弦长的最小值,结合双曲线的性质,即可求解.【解答过程】由双曲线的定义可得,两式相加可得,则的周长为,即,再由,可得,解得,由.故选:A.【变式3-2】(2024·河北邯郸·模拟预测)已知双曲线:,O为坐标原点,、分别为的左、右焦点,点P在双曲线上,且轴,M在外角平分线上,且.若,则双曲线的离心率为( )A. B. C.2 D.【解题思路】根据题意,由条件可得点的坐标,再结合条件可得垂直平分,从而可得,再结合可得,从而得到的关系,由双曲线离心率的计算公式即可得到结果.【解答过程】如图所示,不妨设在第一象限,延长与交于点,因为轴,,将代入双曲线中,可得,解得,且在第一象限,则,因为在的外角平分线上,且,则,,故垂直平分,为等腰三角形,所以,为中点,因为分别为,的中点,则为的中位线,故,,由双曲线的定义可得,则,所以,又因为,则,因为,所以,都是等腰三角形,则,故,则,又因为,则,整理可得,因为,则,整理可得,则,所以.故选:B.【变式3-3】(2024·陕西安康·模拟预测)已知椭圆,直线与椭圆交于两点(点在点上方),为坐标原点,以为圆心,为半径的圆在点处的切线与轴交于点,若,则的离心率的最大值为( )A. B. C. D.【解题思路】首先得到,由得到,即只要,联立直线与椭圆方程,求出点坐标,由,即可表示出的斜率,再由及、、的关系求出离心率的取值范围,即可得解.【解答过程】椭圆的左顶点为,直线过点,且直线与椭圆交于两点(点在点上方),所以,因为,只要,即只要.联立 ,得,即(*)注意到为方程(*)的一个根,故,则,所以点,可得,由于,故,令,得,即,所以离心率的取值范围是,则的离心率的最大值为.故选:C.【题型4 利用正、余弦定理求离心率或其范围】【例4】(2024·广西桂林·模拟预测)已知是双曲线的左、右焦点,过作双曲线一条渐近线的垂线,垂足为,且,则双曲线的离心率为( )A. B. C. D.【解题思路】先根据点到直线得距离公式求出,在和中,求出,利用余弦相反构造的齐次式,即可得解.【解答过程】,点到渐近线的距离为,即,因为,所以,,在中,由余弦定理得:.在中,由余弦定理得:.因为,所以,所以,又,所以,所以.故选:D.【变式4-1】(2024·陕西安康·模拟预测)设分别为椭圆的左 右顶点,是上一点,且,则的离心率为( )A. B. C. D.【解题思路】由题意,根据余弦定理和同角的商数关系可得,,设,则,得,结合离心率的概念即可求解.【解答过程】在中,由,得,所以,由,得,所以,设,则,又,又,.故选:D.【变式4-2】(2024·四川成都·模拟预测)设点,分别为双曲线的左、右焦点,点A,B分别在双曲线C的左,右支上.若,,且,则双曲线的离心率为( )A. B. C. D.【解题思路】由题意画出图形,设,则,由双曲线的定义解得 或,然后分类讨论,并借助余弦定理和即可得解.【解答过程】 ,A、B、三点共线,设,由双曲线定义得,,所以,∵, ,即,解得或,由,则,得,所以,,解得,故选:D.【变式4-3】(23-24高二上·浙江杭州·期中)双曲线的左,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D,且,则C的离心率为( )A. B.2 C. D.3【解题思路】利用点到直线的距离公式求出,利用勾股定理求出,由锐角三角函数得出,在利用余弦定理可得出、、的齐次方程,可解出双曲线离心率的值.【解答过程】如下图所示,双曲线的左焦点,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,,可知,在中,则,,,可得,由余弦定理得,整理得,即,所以双曲线的离心率为.故选:B.【题型5 利用基本不等式求离心率的范围】【例5】(23-24高二上·安徽黄山·期末)已知点是椭圆的左焦点,过原点作直线交椭圆于两点,分别是、的中点,若,则椭圆离心率的最小值为( )A. B. C. D.【解题思路】令椭圆右焦点为,根据给定条件,判断四边形为矩形,再利用椭圆定义结合均值不等式求解作答.【解答过程】令椭圆右焦点为,半焦距为c,连接,因为分别是、的中点,O为的中点, 则,而,则有,又点A,B关于原点O对称,即四边形为平行四边形,且是矩形,于是,有,,因此,当且仅当时取等号,即有,,则离心率有,而,解得,所以椭圆离心率的最小值为.故选:D.【变式5-1】(23-24高三上·云南曲靖·阶段练习)已知,,分别为双曲线(,)的左、右焦点,M为双曲线左支上任意一点,若的最小值为8a,则双曲线离心率e的取值范围是( )A. B.C. D.【解题思路】由双曲线定义 ,变形后由基本不等式得最小值,从而得,再利用双曲线中的范围有,由此结合可得离心率的范围.【解答过程】,是左、右焦点,为双曲线左支上的任意一点,则,即,代入得,当且仅当时取等号,即,又点是双曲线左支上任意一点,所以,即,解得,所以双曲线离心率e的取值范围是.故选:C.【变式5-2】(23-24高二·全国·课后作业)已知,分别为双曲线的左、右焦点,P为双曲线右支上任意一点,若的最小值为,则该双曲线的离心率的取值范围是( )A. B. C. D.【解题思路】设,则,根据双曲线的定义,再利用基本不等式求出的最小值,从而得到,即可求出离心率的取值范围.【解答过程】解:设,则,由双曲线的定义知,∴,,当且仅当,即时,等号成立,∴当的最小值为时,,,此时,解得,又,∴.故选:C.【变式5-3】(2024·河南·二模)从椭圆外一点向椭圆引两条切线,切点分别为,则直线称作点关于椭圆的极线,其方程为.现有如图所示的两个椭圆,离心率分别为,内含于,椭圆上的任意一点关于的极线为,若原点到直线的距离为1,则的最大值为( ) A. B. C. D.【解题思路】根据定义写出极线的方程,由距离公式列出一个方程,再结合点在椭圆上找到的关系再进行求解.【解答过程】设,椭圆方程:,椭圆方程:,则有①由极线的定义得直线的方程为,原点到直线的距离,化简得②,对比①②式得出,则有,所以.当且仅当,即时取等,此时.故选:D.【题型6 椭圆与双曲线综合的离心率问题】【例6】(2024·安徽合肥·模拟预测)已知椭圆:与双曲线:的焦点重合,,分别为,的离心率,则( )A. B.C. D.【解题思路】由题意可得,由离心率的定义结合上式化简可得,再由基本不等式可得B正确;D错误;再举反例可得AC错误.【解答过程】由已知得,.由,得,又,当,时,,当,时, .故选:B.【变式6-1】(2024·山东菏泽·二模)已知分别为椭圆和双曲线的离心率,双曲线渐近线的斜率不超过,则的最大值是( )A.2 B.3 C.4 D.5【解题思路】根据椭圆与双曲线的几何性质,求出,令,结合,即可求解.【解答过程】由椭圆的离心率,双曲线的离心率,可得,令,因为双曲线的渐近线的斜率不超过,即,则此时,即,则的最大值是.故选:B.【变式6-2】(2024·全国·模拟预测)已知椭圆与双曲线有共同的焦点,点为两曲线的一个公共点,且,椭圆的离心率为,双曲线的离心率为,那么最小为( )A. B. C. D.【解题思路】分别在椭圆和双曲线中,利用焦点三角形中的余弦定理建立等量关系,再构造,利用基本不等式,即可求解.【解答过程】设两曲线的半焦距为,由余弦定理得.在椭圆中,,得 .在双曲线中,,得.从而,得,则,即,即.所以,当且仅当时等号成立.故选:B.【变式6-3】(23-24高二上·湖北荆州·期末)已知是椭圆与双曲线的公共焦点,是它们的一个公共点,且,线段的垂直平分线过,若椭圆的离心率为,双曲线的离心率为,则的最小值为( )A.8 B.6 C.4 D.2【解题思路】由于线段的垂直平分线过,所以有,再根据双曲线和椭圆的定义,求出的表达式,然后利用基本不等式来求得最小值.【解答过程】设椭圆对应的参数为,双曲线对应的参数为,由于线段的垂直平分线过,所以有.根据双曲线和椭圆的定义有,两式相减得到,即,,所以 ,当且仅当即等号成立,即最小值为.故选:B.【题型7 函数法求离心率或其范围】【例7】(2024·全国·模拟预测)已知椭圆的左、右焦点分别为,点在椭圆上,且.若,则椭圆的离心率的取值范围是( )A. B. C. D.【解题思路】设,由已知及椭圆概念,可得和,则可由表示,再由,可通过换元及函数单调性得到离心率的取值范围.【解答过程】因为,所以.设,则,在中,,所以,即.则,令,由,得,则,由于函数在上单调递增,则,所以,即,所以,故离心率.故选:B.【变式7-1】(2024·河北邯郸·二模)已知直线与双曲线的两条渐近线交于A,B两点,O为坐标原点,若OAB为直角三角形,则双曲线的离心率e的最大值为( )A. B. C.2 D.【解题思路】当时,e;当或时,求出,再利用二次函数的图象和性质求出函数的最大值即得解.【解答过程】解:当时,双曲线是等轴双曲线时,e;当或时,双曲线不是等轴双曲线时,直线l与渐近线中的一条垂直,所以,∴,所以e2,当a时,取得最大值;∴e.所以双曲线的离心率e的最大值为.故选:D.【变式7-2】(2024·辽宁·模拟预测)已知是椭圆上的动点,若动点到定点的距离的最小值为1,则椭圆的离心率的取值范围是( )A. B. C. D.【解题思路】设,整理可得,根据题意结合二次函数分析可得,进而可求离心率.【解答过程】由题意可设:,则,令,则,注意到,则,可知的图象开口向上,对称轴为,当,即时,可知在内的最小值为,则,整理得,解得,不合题意;当,即时,可知在内的最小值为,符合题意;综上所述:.可得椭圆的离心率,所以椭圆的离心率的取值范围是.故选:D.【变式7-3】(2024·四川·模拟预测)已知双曲线,,为的左、右焦点,,直线与的一支交于点,且,则的离心率最大值为( )A. B.2 C. D.【解题思路】由题意可得,由,得,设,根据相似可得,代入双曲线方程,进而得到,再结合二次函数性质求解即可.【解答过程】由双曲线,得,由,得,又,设,则,即,又在双曲线上,所以,即,即,整理,得,令,,则,因为函数对称轴为,在上单调递增,所以时,,即,所以.故选:D.【题型8 坐标法求离心率或其范围】【例8】(23-24高二下·湖北武汉·阶段练习)已知分别为椭圆的左顶点和左焦点,直线与椭圆交于两点,若直线交线段于,则椭圆的离心率为( )A. B. C. D.【解题思路】设,又,由可得点的坐标,又由三点共线分类讨论斜率不存在和两种情况,建立关系即得.【解答过程】由题意得,设,又,所以,解得,即,又由三点共线可知当斜率不存在时,由对称性可知垂直于x轴,所以,所以,即,整理得,即;当时,所以,整理得,所以.故选:B.【变式8-1】(23-24高三上·河北保定·阶段练习)已知双曲线,点,若上存在三个不同的点满足,则的离心率的取值范围为( )A. B. C. D.【解题思路】根据给定条件,求出点的轨迹方程,再与双曲线方程联立求解,建立不等式即可求得答案.【解答过程】设,由点,,得,整理得,由消去得,即,解得或,依题意,,则有,因此双曲线的离心率,所以的离心率的取值范围是.故选:A.【变式8-2】(2024·福建泉州·模拟预测)椭圆的左右焦点分别为,点,线段,分别交于两点,过点作的切线交于,且,则的离心率为( )A. B. C. D.【解题思路】设椭圆的左右焦点分别为,,由题意可是,利用椭圆在处的切线方程为,可得,求解即可.【解答过程】设椭圆的左右焦点分别为,点,且,设,则有,解得,由,所以,又,所以,又椭圆在处的切线方程为,所以,所以,所以,所以,所以,解得,所以椭圆的离心率为.故选:B.【变式8-3】(23-24高二上·湖北·期中)已知双曲线:的左、右焦点分别为,,过点的直线与双曲线的左支交于点,与双曲线的一条渐近线在第一象限交于点,且(为坐标原点).下列三个结论正确的是( )①的坐标为;②;③若,则双曲线的离心率;A.①② B.②③ C.①③ D.①②③【解题思路】按题意利用双曲线的定义或进行坐标运算逐个判断即可【解答过程】对于①:由题意可知直线,设,则,可得即,故①正确;对于②:设直线与双曲线的右支交于点,由双曲线的定义可得:,在中可得,即,所以,即,故②错误;对于③:设,由,可得,,因为,则,解得,即,由点在双曲线上可得,整理得,解得,故③正确;故选:C.一、单选题1.(2024·湖北武汉·模拟预测)设椭圆的左右焦点为,右顶点为,已知点在椭圆上,若,则椭圆的离心率为( )A. B. C. D.【解题思路】根据题意,利用椭圆的定义,求得的面积为,结合,求得,进而得到,代入椭圆的方程,得到,转化为,即可求解.【解答过程】由椭圆,可得,不妨设点在第一象限,由椭圆的定义知,因为,可得,即,可得,所以,所以的面积为,可得,解得,又因为,可得,即,将点代入椭圆的方程,可得,整理得,因为,可得,即,解得和(舍去),即椭圆的离心率为.故选:D.2.(2024·四川雅安·三模)设分别为双曲线的左右焦点,过点的直线交双曲线右支于点,交轴于点,且为线段的中点,并满足,则双曲线的离心率为( )A. B. C.2 D.【解题思路】设,根据中点关系得,从而根据向量垂直的坐标形式列式求得,根据点在双曲线上列方程求解即可a、c的关系式,利用离心率的定义转化为的方程求解即可.【解答过程】由题意,,设,则,因为为线段的中点,所以,即,则,因为,所以,即,又在双曲线上,所以,结合整理得,所以,解得或(舍去),由,解得.故选:A.3.(2024·陕西咸阳·模拟预测)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.【解题思路】由,设出,根据椭圆的定义可知,,再由,可知和都是直角三角形,最后利用勾股定理列方程求解即可.【解答过程】因为,不妨令, 由过的直线交椭圆于,两点,由椭圆的定义可得,,,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.4.(2024·安徽合肥·模拟预测)已知双曲线,、分别为左、右焦点,若双曲线右支上有一点P使得线段与y轴交于点E,,线段的中点H满足,则双曲线的离心率为( )A. B. C. D.【解题思路】由,设,表示出的方程求得,则,由表示出P的坐标,代入双曲线方程,整理计算即可求解.【解答过程】由,得的横坐标为,设,则直线的方程为,令,得,即,所以线段的中点,则,由,得,则,即,代入双曲线方程得,即,整理得,由,解得.故选:A.5.(2024·广东·一模)已知点F,A分别是椭圆的左焦点、右顶点,满足,则椭圆的离心率等于( )A. B. C. D.【解题思路】首先根据推断出,进而根据勾股定理可知,把进而整理关于a和c的方程求得即离心率e的值.【解答过程】 ,,,即,整理得,即,等号两边同时除以得,即,求得,,,故选:B.6.(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【解题思路】根据椭圆以及双曲线定义利用余弦定理和基本不等式计算可得当时,取得最小值为3.【解答过程】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.7.(2024·河南濮阳·模拟预测)点是椭圆上的点,以为圆心的圆与轴相切于椭圆的焦点,圆与轴相交于两点,若是锐角三角形,则椭圆离心率的取值范围是( )A. B.C. D.【解题思路】根据轴可设,代入椭圆方程可求得圆的半径,根据为锐角三角形,可构造关于的齐次不等式,进而配凑出离心率,解不等式即可求得结果.【解答过程】圆与轴相切于焦点,轴,可设,在椭圆上,,解得:,圆的半径为;作轴,垂足为,,,为锐角三角形,,,,即,解得:,即椭圆离心率的取值范围为.故选:D.8.(2024·四川德阳·模拟预测)已知双曲线l 的焦距为2c,右顶点为A,过A作x轴的垂线与E 的渐近线交于M、N 两点,若 则 E 的离心率的取值范围是( )A. B. C. D.[ ,2]【解题思路】首先求出,再结合题干中的条件可知,通过解不等式可得的取值范围,结合双曲线的离心率公式可得答案.【解答过程】由题意得,渐近线,将代入得坐标为,所以,因为轴,所以,由已知可得,两边同时除以得,所以,即,解得,所以,而双曲线的离心率,故选:A.二、多选题9.(2024·甘肃酒泉·三模)已知椭圆上存在点,使得,其中分别为椭圆的左、右焦点,则该椭圆的离心率可能为( )A. B. C. D.【解题思路】根据椭圆的定义得到,,再由即可求出离心率的取值范围,即可判断.【解答过程】因为,又,所以,,又,即,所以,则,又,所以,故符合题意的有BCD.故选:BCD.10.(2024·河南信阳·模拟预测)已知双曲线的左、右焦点分别为,直线与相交于点,与的一条渐近线相交于点的离心率为,则( )A.若,则 B.若,则C.若,则 D.若,则【解题思路】根据题意分析可知:直线与双曲线的一条渐近线平行,求点.对于A:根据向量垂直分析运算;对于B:可得,结合双曲线的定义运算求解;对于C:可知为的中点,则,代入双曲线方程运算求解;对于D:结合余弦定理可得,进而列式求解即可.【解答过程】由题意可知:双曲线的渐近线为,因为直线的斜率,则直线与双曲线的一条渐近线平行,可知,联立方程,解得,即,对于选项A:因为,若,则,解得,即,所以,故A正确;对于选项B:若,则,且,可得,所以,故B错误;对于选项C:若,可知为的中点,可得,且在双曲线上,则,即,解得,所以,故C正确;对于选项D:因为,即,且,即,解得,若,即,解得,所以,故D正确;故选:ACD.11.(2024·贵州贵阳·三模)双曲线的左、右焦点分别为点,斜率为正的渐近线为,过点作直线的垂线,垂足为点,交双曲线于点,设点是双曲线上任意一点,若,则( )A.双曲线的离心率为B.双曲线的共轭双曲线方程为C.当点位于双曲线右支时,D.点到两渐近线的距离之积为【解题思路】利用三角形面积公式得,再利用余弦定理得,则解出双曲线方程,再利用离心率定义和共轭双曲线方程的含义即可判断AB;对C,计算得,再根据的范围即可判断;对D,,利用点到直线的距离公式并结合点双曲线上化简即可.【解答过程】如图,因为,所以,,则,所以,又,在中,,化简得,所以,双曲线方程为,对于A,双曲线的离心率为,A正确;对于B,双曲线的共轭双曲线方程为,B错误;对于C,,因为,则,即,C正确;对于D,渐近线方程为,设,点到两渐近线的距离之积为,D正确,故选:ACD.三、填空题12.(2024·山东济南·三模)已知是椭圆的左,右焦点,点为椭圆上一点,为坐标原点,为正三角形,则该椭圆的离心率为 .【解题思路】由题可知等边三角形的边长,进而可知点的坐标,易知为直角三角形,勾股定理及椭圆定义列方程求离心率.【解答过程】依题意,不妨设点在第一象限,则点,易知,由椭圆的定义知:,所以,所以.故答案为:.13.(24-25高三上·江苏南通·阶段练习)已知双曲线,,为双曲线的左右焦点,过做斜率为正的直线交双曲线左支于, 两点,若,,则双曲线的离心率是 .【解题思路】根据双曲线的定义分析可知为等腰直角三角形,且,,结合勾股定理列式求解即可.【解答过程】因为,则,,且,可知为等腰直角三角形, 则,,且,即,整理可得,所以双曲线的离心率.故答案为:.14.(2024高三下·全国·专题练习)已知P、Q为椭圆上关于原点对称的两点,点P在第一象限,、是椭圆C的左、右焦点,,若,则椭圆C的离心率的取值范围为 .【解题思路】结合题目条件可得四边形是矩形,设,由可得,又,化简计算即可得解.【解答过程】如图,,显然四边形是矩形,所以,由题意,,所以,设,则,所以,又点P在第一象限,所以,故,即,所以,椭圆C的离心率,由可得,又,所以,故.故答案为:.四、解答题15.(2024·湖南衡阳·模拟预测)已知双曲线与椭圆共焦点,点、分别是以椭圆半焦距为半径的圆与双曲线的渐近线在第一、二象限的交点,若点满足,(为坐标原点),(1)求双曲线的离心率;(2)求的面积.【解题思路】(1)由椭圆方程求得焦点坐标和圆的方程,通过联立方程组求出两点,由,求出的值得双曲线的离心率;(2)由的坐标,可求出的面积.【解答过程】(1)椭圆中,,,,椭圆焦点为,∴双曲线的焦点坐标为.双曲线的渐近线方程为,的方程:.由得,,.由题意知,、分别为第一、二象限的交点,∴,,∴,,∵,∴,∴.化简整理得,又∵代入上式,解之得,.∴双曲线方程:.离心率.(2)由(1)知,,∴,.∴.16.(2024·湖北·模拟预测)已知椭圆过点.(1)若椭圆E的离心率,求b的取值范围;(2)已知椭圆E的离心率,M,N为椭圆E上不同两点,若经过M,N两点的直线与圆相切,求线段的最大值.【解题思路】(1)把点代入椭圆方程,可得,由,可求b的取值范围;(2)由离心率和(1)中结论,求得椭圆方程,分类讨论直线的位置,联立方程组,利用弦长公式结合不等式的性质求的最大值.【解答过程】(1)∵在椭圆,∴,有,所以,又∵,所以,∵,∴;(2)由(1)可知,又,所以,椭圆.因为直线与相切,故.若直线的斜率不存在,不妨设直线为:,代入椭圆方程可得此时线段.若直线的斜率存在,可设直线的方程为:.由直线与相切,故,可得:.联立得,所以,线段 .又因为,所以.当且仅当,故当时,的最大值为2.综上所述:当时,线段的最大值2.17.(2024·安徽蚌埠·模拟预测)已知双曲线的左顶点是,一条渐近线的方程为.(1)求双曲线E的离心率;(2)设直线与双曲线E交于点P,Q,求线段PQ的长.【解题思路】(1)根据左顶点与渐近线的方程求得即可得到离心率;(2)求出交点纵坐标代入弦长公式求解.【解答过程】(1)由题意知,且, ,所以双曲线的离心率.(2)由(1)知双曲线方程为,将即代入,得, 不妨设,所以.18.(2024·黑龙江齐齐哈尔·二模)已知椭圆的左顶点为,过且斜率为的直线交轴于点,交的另一点为.(1)若,求的离心率;(2)点在上,若,且,求的取值范围.【解题思路】(1)由可得点横坐标,代入椭圆方程可求得点纵坐标,由两点斜率公式可得的值,结合椭圆斜率公式求解即可.(2)设出直线方程,联立直线方程与椭圆方程可求得点横坐标,由两点间距离公式可得,同理可得,由可得,结合椭圆定义可知,转化为解不等式即可.【解答过程】(1)如图所示,由题意知,,设,由,可知,代入椭圆方程,可得,因为,所以,又,解得,所以离心率;(2)如图所示,设点,直线方程为,联立直线方程与椭圆方程可得,整理可得,解得,所以,将替换为,同理可得,,由,可得,整理得,由,解得或,,即,解得或,故解集为.综上所述,的取值范围为.19.(2024·上海·三模)已知双曲线:的左、右焦点分别为、.(1)若的长轴长为2,焦距为4,求的渐近线方程:(2)若,双曲线左支上任意点T均满足,求a的最大值;(3)若双曲线的左支上存在点P、右支上存在点Q满足,求的离心率的取值范围.【解题思路】(1)根据给定条件,由求出渐近线方程.(2)设出点的坐标,利用两点间距离公式求出有最小值,再结合已知求解即得.(3)设,结合已知可得,再按和分类建立不等式求出的范围.【解答过程】(1)令双曲线的半焦距为,依题意,,由,得,则,所以双曲线的渐近线方程为.(2)设点的坐标为,,则,于是,当时,,因此,即,则,又,解得,因此的最大值为.(3)设点,,由,得,整理得:,由,得,因此,当时,由,得, 整理得:,解得或(舍),由,解得;当时,由,得, 整理得:,在有解,故,即,解得:或(舍),综上,曲线的离心率的取值范围是.21世纪教育网(www.21cnjy.com) 展开更多...... 收起↑ 资源列表 重难点26 巧解圆锥曲线的离心率问题(举一反三)(新高考专用)(学生版) 2025年高考数学一轮复习专练(新高考专用).docx 重难点26 巧解圆锥曲线的离心率问题(举一反三)(新高考专用)(教师版) 2025年高考数学一轮复习专练(新高考专用).docx