【摘要】高中數(shù)學離心率問題的構(gòu)建方式不同,涉及漸近線、特殊位置關(guān)系、焦點三角形等內(nèi)容.解題探究需要把握問題的構(gòu)建方式,結(jié)合對應(yīng)知識、數(shù)形結(jié)合構(gòu)建思路.本文結(jié)合實例探究離心率問題的三大構(gòu)建策略.
【關(guān)鍵詞】離心率;高中數(shù)學;解題技巧
離心率是研究曲線的重要參數(shù),圓錐曲線考查中常涉及曲線的離心率,問題構(gòu)建形式多樣,常見的有與漸近線關(guān)系構(gòu)建,與特殊位置關(guān)系構(gòu)建、與焦點三角形構(gòu)建,下面結(jié)合實例具體探究.
1 離心率與漸近線的關(guān)系
命題分析 本題給定雙曲線的離心率,以及漸近線條件,要求解線段長,實則考查雙曲線的離心率與漸近線的關(guān)系.求弦長時可根據(jù)離心率得出雙曲線漸近線方程,再由圓心到直線的距離及圓半徑可求弦長.
所以答案為(D).
小結(jié) 求解上述題目時充分把握離心率與漸近線的關(guān)系,推導出雙曲線的漸近線,再結(jié)合點到直線的距離公式、弦長公式.離心率與漸近線的關(guān)系是解題突破的重點,探究解析時可結(jié)合雙曲線的特征參數(shù)來構(gòu)建關(guān)聯(lián).
2 離心率與特殊位置關(guān)系
命題分析 本題目設(shè)定了直線與雙曲線相交關(guān)系,并構(gòu)建了切線和等線段關(guān)系,求離心率,實則考查離心率與幾何特殊位置關(guān)系.根據(jù)其中的位置與線段關(guān)系,構(gòu)建方程,再化簡即可求出離心率.
解析 根據(jù)題意繪制圖1,過點P作PE⊥x軸,
設(shè)∠PFM=θ,
則∠PME=2θ,
設(shè)P點坐標為x0,y0,P點處的切線方程為y-y0=kx-x0,
且b2=c2-a2,代入③中化簡,
得49c4-449a2c2+400a4=0,
整理可得49e4-449e2+400=0,
小結(jié) 上述求解時充分把握了直線與曲線的相切關(guān)系,結(jié)合條件構(gòu)建關(guān)于雙曲線特征參數(shù)的方程,進而求出了離心率.解題的關(guān)鍵是充分理解其中的特殊位置關(guān)系,通過數(shù)形結(jié)合構(gòu)建思路.
3 離心率與焦點三角形
命題分析 本題設(shè)定了焦點,構(gòu)建了向量條件,求解雙曲線的離心率,實則考查離心率與焦點三角形模型.建議求解時采用數(shù)形結(jié)合的方法,求解AF2,BF2,BF1,AF1關(guān)于a,m的表達式,后續(xù)再通過解三角形來完成求解.
解析 根據(jù)題意,可設(shè)AF2=2m,則BF2=3m=BF1,AF1=2a+2m,繪制如圖2所示的圖象.
在Rt△ABF1中,由勾股定理可得9m2+(2a+2m)2=25m2,
則(a+3m)(a-m)=0,
可解得a=m或a=-3m(舍去),
所以AF1=4a,AF2=2a,BF2=BF1=3a,
則AB=5a,
小結(jié) 上述求解時借助了焦點三角形,利用向量的幾何意義構(gòu)建三角形,結(jié)合三角形勾股定理、余弦定理來構(gòu)建特征參數(shù)之間的關(guān)系,推導出雙曲線的離心率.過焦點三角形的模型構(gòu)建是解題的關(guān)鍵.
4 結(jié)語
總之,圓錐曲線中的離心率問題構(gòu)建方式多樣,上述所呈現(xiàn)的是其中較為常見的三種.理解漸近線特點,把握特殊位置關(guān)系,構(gòu)建焦點三角形模型是解題分析的關(guān)鍵.探究學習中,可總結(jié)構(gòu)建策略,整合知識內(nèi)容,掌握數(shù)形結(jié)合方法,探究實例積累經(jīng)驗.