袁昶旭
我們知道,雙曲線的離心率 e 是反映雙曲線幾何特征的一個(gè)重要數(shù)值.而求雙曲線的離心率,關(guān)鍵是抓住圓錐曲線的定義、性質(zhì),弄清題目中蘊(yùn)含的幾何意義,建立關(guān)于a、 b、 c 的等量關(guān)系式,再將其合理變形,求得雙曲線的離心率e = .下面結(jié)合例題來(lái)探討一下如何求雙曲線的離心率.
例1.已知雙曲線的右準(zhǔn)線與雙曲線的兩條漸近線相交于 A , B 兩點(diǎn),且 F 是雙曲線的右焦點(diǎn),若以 AB 為直徑的圓過(guò) F 點(diǎn),求雙曲線的離心率.
解:設(shè)雙曲線的方程為,右準(zhǔn)線與 x 軸相交于點(diǎn) M,
由以 AB 為直徑的圓過(guò) F 點(diǎn),A,B 兩點(diǎn)也關(guān)于x 軸對(duì)稱可得MA=MB=MF ,且雙曲線的漸近線方程為 y =± x,
于是MA=yA= xA- ?,即 c - = ?,
化簡(jiǎn)得a =b,
則 e = = = ,
故所求雙曲線的離心率為.
在本題中,我們利用已知的幾何關(guān)系及雙曲線的漸近線方程、準(zhǔn)線方程,建立了關(guān)于a、 b、 c 的等量關(guān)系式,從而求得雙曲線的離心率.雙曲線的漸近線方程、準(zhǔn)線方程均是與a、 b、 c 相關(guān)的式子,因此在求雙曲線的離心率時(shí),同學(xué)們要重點(diǎn)關(guān)注雙曲線的漸近線方程、準(zhǔn)線方程,建立關(guān)于a,b,c 的關(guān)系式,便能輕易求出雙曲線的離心率.
例2.已知雙曲線 x2-y2=1(a >0,b >0)的左、右
焦點(diǎn)分別為F1,F(xiàn)2.若點(diǎn) A 在雙曲線上,且∠F1AF2=90°,AF1=3AF2,求雙曲線的離心率.
解:因?yàn)锳F1=3AF2,①
由雙曲線定義得AF1-AF2=2a,②
由①②得AF1=3a,AF2=a .
又|F1F2|=2c,∠F1AF2=90°,
則|F1F22=AF12+AF2|2,即(2c)2=(3a)2+a2,得5a2=2c2,所以 =.
題目中給出了兩個(gè)焦半徑(曲線上的點(diǎn)與焦點(diǎn)之間的距離)之間的關(guān)系,由此便可直接根據(jù)雙曲線的定義來(lái)解題.而根據(jù)雙曲線的定義即可建立關(guān)于a,c 的等式,也就能根據(jù)雙曲線中b2=c2-a2的關(guān)系式求得雙曲線的離心率.因此,在解題時(shí),要注意把握雙曲線的定義,建立關(guān)于雙曲線的焦半徑的關(guān)系式,這便為我們求離心率奠定了基礎(chǔ).
例3.如圖,若某雙曲線 C 的兩個(gè)焦點(diǎn)及虛軸的兩個(gè)端點(diǎn)為頂點(diǎn)的四邊形中,有一個(gè)內(nèi)角為60°,求此雙曲線的離心率.
解:設(shè)雙曲線方程為x
則F1(-c,0),F(xiàn)2(c,0),B1(0,b),B2(0,-b).
由圖可知 c >b,所以∠B1F1B2=60°,
根據(jù)雙曲線的對(duì)稱性知,∠B1F1O =30°,
在 Rt△F1B1O 中,c = b ,
將其平方得c2=3(c2-a2),得 =,即 = ,
所以雙曲線的離心率是.
從已知條件中可獲知直角三角形的內(nèi)角度數(shù),這便為后面解題提供了重要依據(jù),然后結(jié)合圖形進(jìn)行分析,探討雙曲線的對(duì)稱性、各個(gè)點(diǎn)的位置以及關(guān)系,便可建立關(guān)于a、 c 的關(guān)系式,再通過(guò)運(yùn)算便可求得雙曲線的離心率.在求雙曲線的離心率時(shí),要注重分析雙曲線的幾何性質(zhì),構(gòu)造焦點(diǎn)三角形,便可建立關(guān)于a 、 b、 c 的式子,從而達(dá)到解題目的.
總之,要求雙曲線的離心率,要重點(diǎn)研究雙曲線的漸近線方程、準(zhǔn)線方程、焦半徑、焦點(diǎn)三角形、幾何性質(zhì),從中挖掘出與a、 b、 c 相關(guān)的關(guān)系式,才能為求得雙曲線的離心率鋪平道路.
(作者單位:江蘇省鹽城市新洋高級(jí)中學(xué))