李宏代
[摘 要]離心率是圓錐曲線中重要的內(nèi)容之一,也是高考的必考內(nèi)容之一。文章以高考試題為例,從數(shù)學(xué)思想的角度分類闡述求離心率的思想方法,闡述用常規(guī)思想(直接法)、方程思想、函數(shù)思想和不等式思想解決圓錐曲線離心率問題的策略,旨在幫助學(xué)生拓寬解題思路,提高分析問題和解決問題的能力。
[關(guān)鍵詞]圓錐曲線;離心率;數(shù)學(xué)思想
[中圖分類號(hào)]? ? G633.6? ? ? ? [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼]? ? A? ? ? ? [文章編號(hào)]? ? 1674-6058(2023)29-0022-04
離心率是圓錐曲線中最重要的內(nèi)容之一。高考中求解圓錐曲線離心率的題目常??疾闄E圓或雙曲線的第一定義或第二定義及圓錐曲線的幾何性質(zhì)等重要知識(shí)點(diǎn),所以圓錐曲線離心率是歷年高考必考的重點(diǎn)內(nèi)容之一,題型常常為選擇題和填空題,常考常新。雖然求解圓錐曲線離心率的方法有很多種,但涉及的數(shù)學(xué)思想是相對(duì)穩(wěn)定的。下面筆者從求解圓錐曲線離心率的值和范圍兩個(gè)方面分別闡述求解圓錐曲線離心率問題的數(shù)學(xué)思想。
一、求解圓錐曲線離心率的值的數(shù)學(xué)思想
求解圓錐曲線離心率的值常用的數(shù)學(xué)思想有常規(guī)思想(直接法)和方程思想。
(一)用常規(guī)思想(直接法)求離心率的值
解題要點(diǎn):本題的解題關(guān)鍵點(diǎn)是借助余弦定理和橢圓的第一定義求出[a]和[c]。
練習(xí)一:
(二)用方程思想求離心率的值
解題要點(diǎn):解法一的方程隱藏于判別式等于零之中,解法二和解法三的方程隱藏于方程曲線和曲線的方程的定義之中。
解題要點(diǎn):本題的方程隱藏于向量相等之中,即若坐標(biāo)形式的向量相等,則有其左右兩邊的橫坐標(biāo)相等和縱坐標(biāo)相等。
練習(xí)二:
解題要點(diǎn):本題的方程隱藏于曲線的方程和方程曲線的定義之中(即曲線上的點(diǎn)的坐標(biāo)是方程的解),注意把關(guān)于[a]、[c]的齊次方程轉(zhuǎn)化為關(guān)于[e]的方程。
解題要點(diǎn):本題的方程隱藏于含[30°]角的直角三角形之中,同時(shí)利用雙曲線的第二定義解題。
練習(xí)三:
圓的離心率為? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 。
(3)已知以雙曲線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°,則雙曲線C的離心率為? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?。
二、求解圓錐曲線離心率取值范圍的數(shù)學(xué)思想
求解圓錐曲線離心率的取值范圍常用的數(shù)學(xué)思想有函數(shù)思想和不等式思想。
(一)用函數(shù)思想求離心率的取值范圍
高考中常常在知識(shí)交匯處命題,求圓錐曲線離心率常常借助函數(shù)思想來解決。由于函數(shù)由三要素(定義域、對(duì)應(yīng)關(guān)系和值域)組成,所以用函數(shù)思想求圓錐曲線離心率取值范圍的思路為:要求離心率的取值范圍(即求函數(shù)的值域),只需正確地引入自變量,尋找以離心率為函數(shù)值的函數(shù)解析式,并注意函數(shù)的定義域,從而建立函數(shù)模型,求函數(shù)的值域。這樣就有效地解決了求離心率取值范圍的問題。
解題要點(diǎn):本題是在解析幾何與函數(shù)的交匯處命題,用函數(shù)思想求離心率的取值范圍要注意函數(shù)的定義域。
A. [(1,3)]? ? ?B. [1,3]
C.(3,+[∞])D. [3,+∞]
∵[-1≤cosθ≤1],∴[e∈1,3],故選B。
解題要點(diǎn):用函數(shù)思想求離心率的取值范圍要正確地引入自變量,選擇不同的自變量對(duì)建立函數(shù)模型的難易程度是不同的,同時(shí)要注意函數(shù)定義域的確定。
(二)用不等式思想求離心率的取值范圍
解題要點(diǎn):上述解法使用了常見但又不易發(fā)覺的不等式:[PF2-a],用不等式思想求離心率取值范圍的解題關(guān)鍵點(diǎn)是注意挖掘隱蔽的不等式。
解題要點(diǎn):本題需要挖掘隱蔽的不等式[c
練習(xí)四:
A.(1,2)B.(2,+∞)
C.(1,5)D. (5,+∞)