楊憲偉
1.代數(shù)法
代數(shù)法是指從圓錐曲線的方程出發(fā),通過(guò)代數(shù)運(yùn)算求得a、c的值或其關(guān)系式,從而求得離心率e.運(yùn)用代數(shù)法求圓錐曲線的離心率,需根據(jù)題意和圓錐曲線的方程,建立關(guān)于a、b、c的關(guān)系式,再根據(jù)橢圓、雙曲線中a、b、c的關(guān)系求得圓錐曲線的離心率.
2.幾何法
幾何法是根據(jù)圓錐曲線的定義、幾何性質(zhì)、平面幾何圖形的性質(zhì)來(lái)解題的方法.在運(yùn)用幾何法求圓錐曲線的離心率時(shí),要通過(guò)分析圖形,發(fā)現(xiàn)一些幾何關(guān)系,如平行關(guān)系、垂直關(guān)系、線段的相等、半、倍關(guān)系等,然后利用三角形中線的性質(zhì)、相似三角形的性質(zhì)、直角三角形的性質(zhì)、圓錐曲線的定義、幾何性質(zhì)求得橢圓或者雙曲線的半焦距、長(zhǎng)半軸長(zhǎng)、實(shí)半軸長(zhǎng)及其關(guān)系式,最終求得圓錐曲線的離心率.
解法一(代數(shù)法):由題意可知F(c,0),A(a,0),設(shè)B(m,n),
因?yàn)镕,B,M三點(diǎn)共線,
所以n(a-3m)=-3n(m-c),即a=3c,
解法二(幾何法):如圖1,設(shè)點(diǎn)M為AC的中點(diǎn),連接OM,則OM為△ABC的中位線,所以橢圓的離心率
解法一是借助向量的共線定理來(lái)建立之間的關(guān)系式,通過(guò)代數(shù)運(yùn)算求得橢圓的離心率.解法二是利用了三角形的中位線的性質(zhì),借助圖形,建立橢圓長(zhǎng)半軸長(zhǎng)、半焦距之間關(guān)系,求得問(wèn)題的答案.
解法一(代數(shù)法):由題意可得F(c,0)
設(shè)A為線段OF的垂直平分線與x軸的交點(diǎn),
則a-b=36,
可得a-85a+324=0,解得a=81或a=4(舍去),
解法一是根據(jù)題意建立關(guān)于a、b、c的方程組,通過(guò)解方程求得a、c的值.解法二是通過(guò)添加輔助線,利用勾股定理和垂直平分線的性質(zhì)尋找到有關(guān)橢圓長(zhǎng)半軸長(zhǎng)、半焦距的幾何關(guān)系,從而運(yùn)用幾何法求得問(wèn)題的答案.
解法一(代數(shù)法):由題意可知A(-a,0),設(shè)P(x,y),
而△PFF為等腰三角形,∠FFP=120°,
由①②③可得:a+4ac-32c=0,
解法二(幾何法):如圖3,作PB⊥x軸于點(diǎn)B.
解法一(代數(shù)法):由題意可知A(-a,0),B(a,0),
設(shè)G(0,m),則E(0,2m),則直線BM的方程為:
解法一是根據(jù)兩條直線的方程建立關(guān)于a、c的方程組,通過(guò)代數(shù)運(yùn)算求得e的值.解法二是根據(jù)幾何圖形的特點(diǎn),尋找到相似三角形,利用相似三角形的性質(zhì)建立幾何關(guān)系,求得橢圓的離心率.
解法二(幾何法):由圓的幾何性質(zhì)可知,△POQ是等腰直角三角形,
解答本題,可以通過(guò)聯(lián)立曲線的方程進(jìn)行求解,也可構(gòu)造等腰直角三角形,利用等腰直角三角形的性質(zhì)來(lái)求解.
我們可以看到,運(yùn)用代數(shù)法和幾何法求圓錐曲線離心率的思路完全不同.利用代數(shù)法解題,關(guān)鍵要建立關(guān)于a、c的關(guān)系式,可借助向量、構(gòu)建方程組、構(gòu)造二次齊次式等方式來(lái)建立關(guān)系式.運(yùn)用幾何法解題,需先畫出圖形,明確橢圓或者雙曲線的半焦距、長(zhǎng)半軸長(zhǎng)、實(shí)半軸長(zhǎng)及其與三角形、矩形、平行四邊形等幾何圖形的位置關(guān)系,再利用平面幾何知識(shí)來(lái)求解.相比較而言,幾何法較為簡(jiǎn)單,但通常要添加合適的輔助線,運(yùn)用代數(shù)法求解的運(yùn)算量較大,但其思路較為簡(jiǎn)單.同學(xué)們可根據(jù)解題需求和自己熟悉的知識(shí)點(diǎn)選擇最佳的方案進(jìn)行求解.