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文档简介
Page472023届高考复习微专题——离心率(学生版)圆锥曲线是历年高考必考知识点,而离心率问题是圆锥曲线中的热点问题,主要涉及到离心率的求值和取值范围,这类问题往往是多数学生的薄弱环节。本文主要总结了椭圆离心率的求解方法、椭圆离心率取值范围的求解、双曲线离心率的求解方法、双曲线离心率取值范围的求解四个问题,并整理了近几年来的高考真题和模拟题供大家参考和练习。一、椭圆离心率的求解方法求椭圆的离心率,常见的有三种方法:(1)直接求出a,c,利用离心率公式e=eq\f(c,a)求解.(2)由a与b的关系求离心率,利用变形公式e=eq\r(1-\f(b2,a2))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.例1(2022·淮北质检)设椭圆E的两焦点分别为F1,F2,以F1为圆心,|F1F2|为半径的圆与E交于P,Q两点.若△PF1F2为直角三角形,则E的离心率为()A.eq\r(2)-1B.eq\f(\r(5)-1,2)C.eq\f(\r(2),2)D.eq\r(2)+1跟踪练习1、(2022·宿州质检)已知椭圆C的方程为eq\f(x2,a2)+eq\f(y2,b2)=1(a>b>0),焦距为2c,直线l:y=eq\f(\r(2),4)x与椭圆C相交于A,B两点,若|AB|=2c,则椭圆C的离心率为()A.eq\f(\r(3),2)B.eq\f(3,4)C.eq\f(1,2)D.eq\f(1,4)2、(2021·重庆诊断)已知椭圆C:16x2+4y2=1,则下列结论正确的是()A.长轴长为eq\f(1,2) B.焦距为eq\f(\r(3),4)C.短轴长为eq\f(1,4) D.离心率为eq\f(\r(3),2)3、(2018·课标全国Ⅱ)已知F1,F2是椭圆C的两个焦点,P是C上的一点,若PF1⊥PF2,且∠PF2F1=60°,则C的离心率为()A.1-eq\f(\r(3),2) B.2-eq\r(3)C.eq\f(\r(3)-1,2) D.eq\r(3)-14、(2021·河北省衡水中学调研)直线l经过椭圆的一个顶点和一个焦点,若椭圆中心到l的距离为其短轴长的eq\f(1,4),则该椭圆的离心率为()A.eq\f(1,3) B.eq\f(1,2)C.eq\f(2,3) D.eq\f(3,4)5、(2017·全国卷Ⅲ)已知椭圆C:eq\f(x2,a2)+eq\f(y2,b2)=1(a>b>0)的左、右顶点分别为A1,A2,且以线段A1A2为直径的圆与直线bx-ay+2ab=0相切,则C的离心率为()A.eq\f(\r(6),3) B.eq\f(\r(3),3)C.eq\f(\r(2),3) D.eq\f(1,3)6、若椭圆C:eq\f(x2,a2)+eq\f(y2,b2)=1(a>b>0)的短轴长等于焦距,则椭圆的离心率为()A.eq\f(1,2) B.eq\f(\r(3),3) C.eq\f(\r(2),2) D.eq\f(\r(2),4)7、(2021·云南昆明模拟)△ABC为等腰三角形,且∠C=90°,则以A,C为焦点且过点B的椭圆的离心率为()A.eq\f(\r(3),2) B.eq\f(\r(2),2)C.eq\r(3)-1 D.eq\r(2)-18、已知椭圆C:eq\f(x2,a2)+eq\f(y2,b2)=1(a>b>0)的右焦点为F,过点F作圆x2+y2=b2的切线,若两条切线互相垂直,则椭圆C的离心率为()A.eq\f(1,2) B.eq\f(\r(2),2) C.eq\f(\r(2),3) D.eq\f(\r(6),3)9、(2021·湖北省宜昌市调研)过点P(3,1)且倾斜角为eq\f(3π,4)的直线与椭圆eq\f(x2,a2)+eq\f(y2,b2)=1(a>b>0)相交于A,B两点,若eq\o(AP,\s\up6(→))=eq\o(PB,\s\up6(→)),则该椭圆的离心率为()A.eq\f(1,2) B.eq\f(\r(2),2)C.eq\f(\r(6),3) D.eq\f(\r(3),3)10、已知F1,F2是椭圆C:eq\f(x2,a2)+eq\f(y2,b2)=1(a>b>0)的左、右焦点,A是C的左顶点,点P在过A且斜率为eq\f(\r(3),6)的直线上,△PF1F2为等腰三角形,∠F1F2P=120°,则C的离心率为()A.eq\f(2,3) B.eq\f(1,2) C.eq\f(1,3) D.eq\f(1,4)11、已知F1,F2是椭圆C:eq\f(x2,a2)+eq\f(y2,b2)=1(a>b>0)的左、右焦点,A是C的左顶点,点P在过A且斜率为eq\f(\r(3),6)的直线上,△PF1F2为等腰三角形,∠F1F2P=120°,则C的离心率为()A.eq\f(2,3)B.eq\f(1,2)C.eq\f(1,3) D.eq\f(1,4)12、设椭圆E的两焦点分别为F1,F2,以F1为圆心,|F1F2|为半径的圆与E交于P,Q两点.若△PF1F2为直角三角形,则E的离心率为()A.eq\r(2)-1 B.eq\f(\r(5)-1,2)C.eq\f(\r(2),2) D.eq\r(2)+113、(2022·青岛质检)国家体育场“鸟巢”的钢结构鸟瞰图如图①所示,内外两圈的钢骨架是离心率相同的椭圆.某校体育馆的钢结构与“鸟巢”相同,其平面图如图②所示,若由外层椭圆长轴一端点A和短轴一端点B分别向内层椭圆引切线AC,BD,且两切线斜率之积等于-eq\f(5,8),则椭圆的离心率为()A.eq\f(3,4) B.eq\f(5,8)C.eq\f(\r(7),4) D.eq\f(\r(6),4)14、(2022·晋中新一双语学校模拟)设F1,F2同时为椭圆C1:eq\f(x2,a2)+eq\f(y2,b2)=1(a>b>0)与双曲线C2:eq\f(x2,aeq\o\al(2,1))-eq\f(y2,beq\o\al(2,1))=1eq\b\lc\((\a\vs4\al\co1(a1>0,b1>0)))的左、右焦点,设椭圆C1与双曲线C2在第一象限内交于点M,椭圆C1与双曲线C2的离心率分别为e1,e2,O为坐标原点,若eq\b\lc\|\rc\|(\a\vs4\al\co1(F1F2))=2eq\b\lc\|\rc\|(\a\vs4\al\co1(MO)),则eq\f(1,eeq\o\al(2,1))+eq\f(1,eeq\o\al(2,2))=()A.2eq\r(2)B.eq\r(2)C.eq\f(3,2)D.215、(多选)已知P是椭圆E:eq\f(x2,4)+eq\f(y2,m)=1(m>0)上任意一点,M,N是椭圆上关于坐标原点对称的两点,且直线PM,PN的斜率分别为k1,k2(k1k2≠0),若|k1|+|k2|的最小值为1,则下列结论正确的是()A.椭圆E的方程为eq\f(x2,4)+y2=1B.椭圆E的离心率为eq\f(1,2)C.曲线y=log3x-eq\f(1,2)经过E的一个焦点D.直线2x-y-2=0与E有两个公共点16、已知椭圆C:eq\f(x2,a2)+eq\f(y2,b2)=1(a>b>0)的左、右顶点分别为A1,A2,且以线段A1A2为直径的圆与直线bx-ay+2ab=0相切,则C的离心率为________.17、直线5x+4y-1=0交椭圆C:eq\f(y2,a2)+eq\f(x2,b2)=1(a>b>0)于M,N两点,设MN中点为P,直线OP的斜率等于eq\f(5,4),O为坐标原点,则椭圆C的离心率为________.18、设椭圆C:eq\f(x2,a2)+eq\f(y2,b2)=1(a>b>0)的左,右焦点为F1,F2,过F2作x轴的垂线与C相交于A,B两点,F1B与y轴相交于点D,若AD⊥F1B,则椭圆C的离心率等于________.19、(2021·浙江高考)已知椭圆eq\f(x2,a2)+eq\f(y2,b2)=1(a>b>0),焦点F1(-c,0),F2(c,0)(c>0).若过F1的直线和圆eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(x-\f(1,2)c))2+y2=c2相切,与椭圆的第一象限交于点P,且PF2⊥x轴,则该直线的斜率是________,椭圆的离心率是________.20、(2022·安徽省蚌埠市二模)通过研究发现:点光源P斜照射球,在底面上形成的投影是椭圆,且球与底面相切于椭圆的一个焦点F1(如图所示),如图是底面边长为2、高为3的正四棱柱,一实心小球与正四棱柱的下底面及四个侧面均相切,若点光源P位于AD的中点处时,则在平面A1B1C1D1上的投影形成的椭圆的离心率是________.21、如图所示,已知椭圆eq\f(x2,a2)+eq\f(y2,b2)=1(a>b>0),F1,F2分别为椭圆的左、右焦点,A为椭圆的上顶点,直线AF2交椭圆于另一点B.(1)若∠F1AB=90°,求椭圆的离心率;22、已知F1,F2是椭圆C:eq\f(x2,a2)+eq\f(y2,b2)=1(a>b>0)的两个焦点,P为C上的点,O为坐标原点.(1)若△POF2为等边三角形,求C的离心率;(2)如果存在点P,使得PF1⊥PF2,且△F1PF2的面积等于16,求b的值和a的取值范围.23、(2022·青岛调研)已知椭圆E:eq\f(x2,a2)+eq\f(y2,b2)=1(a>b>0),若椭圆上一点P与其中心及长轴一个端点构成等腰直角三角形.(1)求椭圆E的离心率;(2)如图,若直线l与椭圆相交于A,B,且AB是圆(x-1)2+(y+1)2=5的一条直径,求椭圆E的标准方程.二、椭圆离心率取值范围的求解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)几何法:利用椭圆的几何性质,如|x|≤a,|y|≤b,0<e<1,建立不等关系,或者根据几何图形的临界情况建立不等关系;(2)直接法:构造a,c的齐次不等式,根据已知条件得出不等关系,直接转化为含有a,b,c的不等关系式。例2(2022·苏北四市调研)椭圆G:eq\f(x2,a2)+eq\f(y2,b2)=1(a>b>0)的两个焦点为F1(-c,0),F2(c,0),M是椭圆上一点,且满足eq\o(F1M,\s\up6(→))·eq\o(F2M,\s\up6(→))=0.则椭圆离心率e的取值范围为()A.eq\b\lc\(\rc\](\a\vs4\al\co1(0,\f(\r(2),2))) B.eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(0,\f(\r(2),2)))C.eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(\r(2),2),1)) D.eq\b\lc\[\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(\r(2),2),1))跟踪练习1、(2022·广东华附、省实、广雅、深中联考)设F1,F2分别是椭圆eq\f(x2,a2)+eq\f(y2,b2)=1(a>b>0)的左、右焦点,若在直线x=eq\f(a2,c)上存在点P,使线段PF1的中垂线过点F2,则椭圆离心率的取值范围是()A.eq\b\lc\(\rc\](\a\vs4\al\co1(0,\f(\r(2),2))) B.eq\b\lc\(\rc\](\a\vs4\al\co1(0,\f(\r(3),3)))C.eq\b\lc\[\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(\r(2),2),1)) D.eq\b\lc\[\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(\r(3),3),1))2、在平面直角坐标系xOy中,点P为椭圆C:eq\f(y2,a2)+eq\f(x2,b2)=1(a>b>0)的下顶点,M,N在椭圆上,若四边形OPMN为平行四边形,α为直线ON的倾斜角,若α∈eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(π,6),\f(π,4))),则椭圆C的离心率的取值范围为()A.eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(0,\f(\r(6),3))) B.eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(0,\f(\r(3),2)))C.eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(\r(6),3),\f(\r(3),2))) D.eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(\r(6),3),\f(2\r(2),3)))3、(2021·全国高考)设B是椭圆C:eq\f(x2,a2)+eq\f(y2,b2)=1(a>b>0)的上顶点,若C上的任意一点P都满足|PB|≤2b,则C的离心率的取值范围是()A.eq\b\lc\[\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(\r(2),2),1)) B.eq\b\lc\[\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2),1))C.eq\b\lc\(\rc\](\a\vs4\al\co1(0,\f(\r(2),2))) D.eq\b\lc\(\rc\](\a\vs4\al\co1(0,\f(1,2)))4、已知椭圆E:eq\f(x2,a2)+eq\f(y2,b2)=1(a>b>0)的右焦点为F,短轴的一个端点为M,直线l:3x-4y=0交椭圆E于A,B两点.若|AF|+|BF|=4,点M到直线l的距离不小于eq\f(4,5),则椭圆E的离心率的取值范围是()A.eq\b\lc\(\rc\](\a\vs4\al\co1(0,\f(\r(3),2))) B.eq\b\lc\(\rc\](\a\vs4\al\co1(0,\f(3,4)))C.eq\b\lc\[\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(\r(3),2),1)) D.eq\b\lc\[\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(3,4),1))5、过椭圆C:eq\f(x2,a2)+eq\f(y2,b2)=1(a>b>0)的右焦点作x轴的垂线,交C于A,B两点,直线l过C的左焦点和上顶点.若以AB为直径的圆与l存在公共点,则C的离心率的取值范围是()A.eq\b\lc\(\rc\](\a\vs4\al\co1(0,\f(\r(5),5))) B.eq\b\lc\[\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(\r(5),5),1))C.eq\b\lc\(\rc\](\a\vs4\al\co1(0,\f(\r(2),2))) D.eq\b\lc\[\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(\r(2),2),1))6、明朝的一个葡萄纹椭圆盘如图①所示,清朝的一个青花山水楼阁纹饰椭圆盘如图②所示,北宋的一个汝窑椭圆盘如图③所示,这三个椭圆盘的外轮廊均为椭圆.已知图①、②、③中椭圆的长轴长与短轴长的比值分别为eq\f(13,9),eq\f(56,45),eq\f(10,7),设图①、②、③中椭圆的离心率分别为e1,e2,e3,则()A.e1>e3>e2 B.e2>e3>e1C.e1>e2>e3 D.e2>e1>e37、过椭圆C:eq\f(x2,a2)+eq\f(y2,b2)=1(a>b>0)的右焦点作x轴的垂线,交C于A,B两点,直线l过C的左焦点和上顶点.若以AB为直径的圆与l存在公共点,则C的离心率的取值范围是()A.eq\b\lc\(\rc\](\a\vs4\al\co1(0,\f(\r(5),5))) B.eq\b\lc\[\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(\r(5),5),1))C.eq\b\lc\(\rc\](\a\vs4\al\co1(0,\f(\r(2),2))) D.eq\b\lc\[\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(\r(2),2),1))8、(2021·高考全国卷乙)设B是椭圆C:eq\f(x2,a2)+eq\f(y2,b2)=1(a>b>0)的上顶点,若C上的任意一点P都满足|PB|≤2b,则C的离心率的取值范围是()A.eq\b\lc\[\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(\r(2),2),1)) B.eq\b\lc\[\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2),1))C.eq\b\lc\(\rc\](\a\vs4\al\co1(0,\f(\r(2),2))) D.eq\b\lc\(\rc\](\a\vs4\al\co1(0,\f(1,2)))9、已知椭圆E:eq\f(x2,a2)+eq\f(y2,b2)=1(a>b>0)的右焦点为F,短轴的一个端点为M,直线l:3x-4y=0交椭圆E于A,B两点.若|AF|+|BF|=4,点M到直线l的距离不小于eq\f(4,5),则椭圆E的离心率的取值范围是()A.eq\b\lc\(\rc\](\a\vs4\al\co1(0,\f(\r(3),2))) B.eq\b\lc\(\rc\](\a\vs4\al\co1(0,\f(3,4))) C.eq\b\lc\[\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(\r(3),2),1)) D.eq\b\lc\[\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(3,4),1))10、已知椭圆eq\f(x2,a2)+eq\f(y2,b2)=1(a>b>0)的左、右焦点分别为F1(-c,0),F2(c,0),若椭圆上存在一点P,使eq\f(a,sin∠PF1F2)=eq\f(c,sin∠PF2F1),该椭圆的离心率的取值范围为________.11、(2021·山西怀仁期末)已知F1、F2是椭圆的两个焦点,P是椭圆上的一点,且∠F1PF2=60°,则椭圆离心率的取值范围.三、双曲线离心率的求解方法求双曲线的离心率,常见的有三种方法:(1)直接法:由题设条件求出a,c,从而得e.(2)等价转化法:由e=eq\f(c,a)或e=eq\r(1+\f(b2,a2))等公式将已知条件转化为e的等式,从而得e.(3)列出含有a,b,c的齐次方程,借助于b2=c2-a2消去b,然后转化成关于e的方程求解.例3(2022·安徽皖南名校联考)已知双曲线C:eq\f(x2,a2)-eq\f(y2,b2)=1(a>0,b>0)的左、右焦点分别为F1,F2,其右支上存在一点M,使得eq\o(MF1,\s\up6(→))·eq\o(MF2,\s\up6(→))=0,直线MF2平行于双曲线的一条渐近线,则双曲线C的离心率为()A.eq\r(2) B.eq\r(3)C.2 D.eq\r(5)跟踪练习1、(2022·淮北二模)已知双曲线C:eq\f(x2,a2)-eq\f(y2,b2)=1(a>0,b>0),左顶点为A,右焦点为F,过F且垂直于x轴的直线与双曲线C在第一象限内的交点为B,且直线AB的斜率为eq\f(1,2),则C的离心率为________.2、(2021·高考全国卷甲)已知F1,F2是双曲线C的两个焦点,P为C上一点,且∠F1PF2=60°,|PF1|=3|PF2|,则C的离心率为()A.eq\f(\r(7),2) B.eq\f(\r(13),2)C.eq\r(7) D.eq\r(13)3、设F为双曲线C:eq\f(x2,a2)-eq\f(y2,b2)=1(a>0,b>0)的右焦点,O为坐标原点,以OF为直径的圆与圆x2+y2=a2交于P,Q两点.若|PQ|=|OF|,则C的离心率为()A.eq\r(2) B.eq\r(3)C.2 D.eq\r(5)4、已知抛物线y2=4x的焦点为F,准线为l.若l与双曲线eq\f(x2,a2)-eq\f(y2,b2)=1(a>0,b>0)的两条渐近线分别交于点A和点B,且|AB|=4|OF|(O为原点),则双曲线的离心率为()A.eq\r(2) B.eq\r(3)C.2 D.eq\r(5)5、(2021·山东、湖北重点中学联考)已知双曲线C:eq\f(y2,a2)-eq\f(x2,b2)=1(a>0,b>0)的两条渐近线的斜率之积等于-4,则双曲线C的离心率为()A.eq\f(\r(5),2) B.eq\r(5)C.eq\f(\r(10),2) D.eq\r(10)6、(2021·江苏无锡质检)若双曲线eq\f(x2,a2)-eq\f(y2,b2)=1(a>0,b>0)的一条渐近线被圆x2+y2-4y+2=0所截得的弦长为2,则双曲线C的离心率为()A.eq\r(3) B.eq\f(2\r(3),3)C.2 D.eq\r(2)7、(2022·山东滨州模拟)已知双曲线C:eq\f(x2,a2)-eq\f(y2,b2)=1(a>0,b>0)的左、右焦点分别为F1(-5,0),F2(5,0),则不能使双曲线C的方程为eq\f(x2,16)-eq\f(y2,9)=1的条件是()A.双曲线的离心率为eq\f(5,4)B.双曲线过点eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(5,\f(9,4)))C.双曲线的渐近线方程为3x±4y=0D.双曲线的实轴长为48、已知离心率为eq\f(\r(5),2)的双曲线C:eq\f(x2,a2)-eq\f(y2,b2)=1(a>0,b>0)的左、右焦点分别为F1,F2,M是双曲线C的一条渐近线上的点,且OM⊥MF2,O为坐标原点,若S△OMF2=16,则双曲线的实轴长是()A.32 B.16C.84 D.49、(2019·全国)已知双曲线C:eq\f(x2,a2)-eq\f(y2,b2)=1(a>0,b>0),过C的左焦点且垂直于x轴的直线交C于M,N两点,若以MN为直径的圆经过C的右焦点,则C的离心率为()A.eq\r(2)+1 B.2C.eq\r(3) D.eq\r(2)10、(2018·新课标Ⅲ)设F1,F2是双曲线C:eq\f(x2,a2)-eq\f(y2,b2)=1(a>0,b>0)的左,右焦点,O是坐标原点,过F2作C的一条渐近线的垂线,垂足为P,若|PF1|=eq\r(6)|OP|,则C的离心率为()A.eq\r(5) B.2C.eq\r(3) D.eq\r(2)11、(2022·广西贵港联考)已知M为双曲线C:eq\f(x2,a2)-eq\f(y2,b2)=1(a>0,b>0)左支上一点,A,F分别为双曲线C的右顶点和左焦点,|MA|=|FA|,若∠MFA=60°,则双曲线C的离心率为()A.eq\r(3) B.4C.2eq\r(3) D.612、(2021·天津高考)已知双曲线eq\f(x2,a2)-eq\f(y2,b2)=1(a>0,b>0)的右焦点与抛物线y2=2px(p>0)的焦点重合,抛物线的准线交双曲线于A,B两点,交双曲线的渐近线于C、D两点,若|CD|=eq\r(2)|AB|.则双曲线的离心率为()A.eq\r(2) B.eq\r(3)C.2 D.313、双曲线eq\f(x2,a2)-eq\f(y2,b2)=1(a>0,b>0)的渐近线方程为y=±2x,则该双曲线的离心率为()A.5 B.eq\f(3\r(5),5) C.eq\f(\r(5),2) D.eq\r(5)14、已知抛物线y2=4x的焦点为F,准线为l.若l与双曲线eq\f(x2,a2)-eq\f(y2,b2)=1(a>0,b>0)的两条渐近线分别交于点A和点B,且|AB|=4|OF|(O为原点),则双曲线的离心率为()A.eq\r(2) B.eq\r(3) C.2 D.eq\r(5)15、已知双曲线C:eq\f(x2,a2)-eq\f(y2,b2)=1(a>0,b>0)的左、右焦点分别为F1,F2,一条渐近线为l,过点F2且与l平行的直线交双曲线C于点M,若|MF1|=2|MF2|,则双曲线C的离心率为()A.eq\r(2) B.eq\r(3) C.eq\r(5) D.eq\r(6)16、(2019·全国卷Ⅱ,12)设F为双曲线C:eq\f(x2,a2)-eq\f(y2,b2)=1(a>0,b>0)的右焦点,O为坐标原点,以OF为直径的圆与圆x2+y2=a2交于P,Q两点.若|PQ|=|OF|,则C的离心率为()A.eq\r(2) B.eq\r(3)C.2 D.eq\r(5)17、(2021·山西阳泉期末)双曲线eq\f(x2,a2)-eq\f(y2,b2)=1(a>0,b>0)的左、右焦点分别为F1,F2.过F1作斜率为1的直线交y轴于点A,交双曲线右支于点B,若eq\o(F1A,\s\up6(→))=eq\o(AB,\s\up6(→)),则该双曲线的离心率是()A.eq\r(3) B.2C.eq\r(5) D.1+eq\r(2)18、(2021·安徽省安庆一中模拟)已知双曲线eq\f(x2,a2)-eq\f(y2,b2)=1(a>0,b>0)的右焦点为F,若过点F且倾斜角为60°的直线与双曲线的右支有且只有一个交点,则此双曲线离心率的取值范围是()A.(1,2) B.(1,2]C.(2,+∞) D.[2,+∞)19、设F为双曲线C:eq\f(x2,a2)-eq\f(y2,b2)=1(a>0,b>0)的右焦点,O为坐标原点,以OF为直径的圆与圆x2+y2=a2交于P,Q两点.若|PQ|=|OF|,则C的离心率为()A.eq\r(2) B.eq\r(3) C.2 D.eq\r(5)20、(多选)已知椭圆C1:eq\f(x2,a2)+eq\f(y2,b2)=1(a>b>0)的左、右焦点分别为F1,F2,离心率为e1,椭圆C1的上顶点为M,且eq\o(MF1,\s\up7(→))·eq\o(MF2,\s\up7(→))=0,双曲线C2和椭圆C1有相同焦点,且双曲线C2的离心率为e2,P为曲线C1与C2的一个公共点.若∠F1PF2=eq\f(π,3),则下列各项正确的是()A.eq\f(e2,e1)=2 B.e1e2=eq\f(\r(3),2)C.eeq\o\al(2,1)+eeq\o\al(2,2)=eq\f(5,2) D.eeq\o\al(2,2)-eeq\o\al(2,1)=121、如图,F1,F2是双曲线C:eq\f(x2,a2)-eq\f(y2,b2)=1(a>0,b>0)的左、右两个焦点,若直线y=x与双曲线C交于P,Q两点,且四边形PF1QF2为矩形,则双曲线的离心率为________.(2019·新课标Ⅰ)已知双曲线C:eq\f(x2,a2)-eq\f(y2,b2)=1(a>0,b>0)的左、右焦点分别为F1,F2,过F1的直线与C的两条渐近线分别交于A,B两点.若eq\o(F1A,\s\up6(→))=eq\o(AB,\s\up6(→)),eq\o(F1B,\s\up6(→))·eq\o(F2B,\s\up6(→))=0,则C的离心率为____.23、(2021·河北衡水中学调研)已知m是2与8的等比中项,则圆锥曲线x2-eq\f(y2,m)=1的离心率是____.24、过双曲线eq\f(x2,a2)-eq\f(y2,b2)=1(a>0,b>0)的右焦点F作垂直于x轴的直线,交双曲线于A,B两点,O为坐标原点,若△OAB为等腰直角三角形,则双曲线的离心率e=________.25、如图,F1和F2分别是双曲线eq\f(x2,a2)-eq\f(y2,b2)=1(a>0,b>0)的两个焦点,A和B是以O为圆心,以|OF1|为半径的圆与该双曲线左支的两个交点,且△F2AB是等边三角形,则双曲线的离心率为________.26、已知双曲线C:eq\f(x2,a2)-eq\f(y2,b2)=1(a>0,b>0)的右顶点为A,以A为圆心,b为半径作圆A,圆A与双曲线C的一条渐近线交于M,N两点.若∠MAN=60°,则C的离心率为________.27、已知F为双曲线C:eq\f(x2,a2)-eq\f(y2,b2)=1(a>0,b>0)的右焦点,A为C的右顶点,B为C上的点,且BF垂直于x轴.若AB的斜率为3,求C的离心率.四、双曲线离心率取值范围的求解方法列出含有a,b,c的齐次不等式,借助于b2=c2-a2消去b,然后转化成关于e的不等式求解.例4(2022·临川一中模拟)已知双曲线eq\f(x2,a2)-eq\f(y2,b2)=1(a>0,b>0)中,A1,A2是左、右顶点,F是右焦点,B是虚轴的上端点.若在线段BF上(不含端点)存在不同的两点Pi(i=1,2),使得eq\o(PiA1,\s\up6(→))·eq\o(PiA2,\s\up6(→))=0,则双曲线离心率的取值范围是________.跟踪练习1、(2022·合肥市名校联考)已知双曲线eq\f(x2,a2)-eq\f(y2,b2)=1(a>0,b>0)的左、右焦点分别为F1,F2,点P在双曲线的右支上,且|PF1|=4|PF2|,则此双曲线的离心率e的最大值为()A.eq\f(4,3) B.eq\f(5,3)C.2 D.eq\f(7,3)2、(2021·河北邯郸模拟)设双曲线C:eq\f(x2,a2)-eq\f(y2,b2)=1(a>0,b>0)的焦距为2c(c>0),左、右焦点分别是F1,F2,点P在C的右支上,且c|PF2|=a|PF1|,则C的离心率的取值范围是()A.(1,eq\r(2)) B.(eq\r(2),+∞)C.(1,1+eq\r(2)] D.[1+eq\r(2),+∞)3、(2021·河北省衡水中学调研)已知点F是双曲线eq\f(x2,a2)-eq\f(y2,b2)=1(a>0,b>0)的右焦点,点E是该双曲线的左顶点,过F且垂直于x轴的直线与双曲线交于A,B两点,若∠AEB是钝角,则该双曲线的离心率e的取值范围是()A.(1+eq\r(2),+∞) B.(1,1+eq\r(2))C.(2,+∞) D.(2,1+eq\r(2))4、(2021·天津南开区期末)已知双曲线eq\f(x2,a2)-eq\f(y2,b2)=1(a>0,b>0)的左、右焦点分别为F1,F2,点M在双曲线的左支上,且|MF2|=7|MF1|,则此双曲线离心率的最大值为()A.eq\f(4,3) B.eq\f(5,3)C.2 D.eq\f(7,3)5、(2021·四川广元、山西孝义模拟)已知双曲线E:eq\f(x2,a2)-eq\f(y2,b2)=1(a>0,b>0)的左、右焦点分别为F1,F2,过F2作圆O:x2+y2=a2的切线,切点为T,延长F2T交双曲线E的左支于点P,若|PF2|>2|TF2|,则双曲线E的离心率的取值范围是()A.(2,+∞) B.(eq\r(5),+∞)C.(eq\r(2),eq\r(5)) D.(2,eq\r(6))6、(2022·石家庄模拟)已知点F是双曲线eq\f(x2,a2)-eq\f(y2,b2)=1(a>0,b>0)的左焦点,点E是该双曲线的右顶点,过F且垂直于x轴的直线与双曲线交于A,B两点,若△ABE是锐角三角形,则该双曲线的离心率e的取值范围是()A.(1,+∞) B.(1,2)C.(1,1+eq\r(2)) D.(2,1+eq\r(2))7、已知双曲线eq\f(x2,a2)-eq\f(y2,b2)=1(a>0,b>0)的左、右焦点为F1,F2,在双曲线上存在点P满足2|eq\o(PF1,\s\up7(→))+eq\o(PF2,\s\up7(→))|≤|eq\o(F1F2,\s\up7(→))|,则此双曲线的离心率e的取值范围是()A.(1,2] B.[2,+∞)C.(1,eq\r(2)] D.[eq\r(2),+∞)8、已知F1,F2分别是双曲线C:eq\f(x2,a2)-eq\f(y2,b2)=1(a>0,b>0)的左、右焦点,点P是双曲线C上在第一象限内的一点,若sin∠PF2F1=3sin∠PF1F2,则双曲线C的离心率的取值范围为()A.(1,2) B.(1,3)C.(3,+∞) D.(2,3)9、(2021·长沙模拟)已知F1,F2是双曲线eq\f(x2,a2)-eq\f(y2,b2)=1(a>0,b>0)的左、右焦点,经过点F2且与x轴垂直的直线与双曲线的一条渐近线相交于点A,且eq\f(π,6)≤∠F1AF2≤eq\f(π,4),则该双曲线离心率的取值范围为________.10、(2022·湖北七市(州)联考)已知双曲线eq\f(x2,a2)-eq\f(y2,b2)=1(a>b>0)的左、右焦点分别为F1(-c,0),F2(c,0),若双曲线存在一点P使eq\f(sin∠PF1F2,sin∠PF2F1)=eq\f(a,c),则该双曲线的离心率的取值范围是________.11、已知双曲线C:eq\f(x2,a2)-eq\f(y2,b2)=1(a>0,b>0)的左焦点为F,O为坐标原点,P为双曲线C右支上一点,|PF|-|PO|=2a,则双曲线C的离心率的取值范围是________.12、在平面直角坐标系xOy中,已知双曲线eq\f(x2,a2)-eq\f(y2,b2)=1(a>b>0)的左、右焦点分别为F1,F2,直线y=kx交双曲线C于M,N两点.(1)若M(2,3),四边形MF1NF2的面积为12,求双曲线C的方程;(2)若eq\f(\r(3),3)≤k≤eq\r(3),且四边形MF1NF2是矩形,求双曲线C的离心率e的取值范围.2023届高考复习微专题——离心率(解析版)一、椭圆离心率的求解方法求椭圆的离心率,常见的有三种方法:(1)直接求出a,c,利用离心率公式e=eq\f(c,a)求解.(2)由a与b的关系求离心率,利用变形公式e=eq\r(1-\f(b2,a2))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.例1(2022·淮北质检)设椭圆E的两焦点分别为F1,F2,以F1为圆心,|F1F2|为半径的圆与E交于P,Q两点.若△PF1F2为直角三角形,则E的离心率为()A.eq\r(2)-1B.eq\f(\r(5)-1,2)C.eq\f(\r(2),2)D.eq\r(2)+1解析:不妨设椭圆E的方程为eq\f(x2,a2)+eq\f(y2,b2)=1(a>b>0),如图所示,因为△PF1F2为直角三角形,所以PF1⊥F1F2,又|PF1|=|F1F2|=2c,所以|PF2|=2eq\r(2)c,所以|PF1|+|PF2|=2c+2eq\r(2)c=2a,所以椭圆E的离心率e=eq\f(c,a)=eq\r(2)-1.故选A.跟踪练习1、(2022·宿州质检)已知椭圆C的方程为eq\f(x2,a2)+eq\f(y2,b2)=1(a>b>0),焦距为2c,直线l:y=eq\f(\r(2),4)x与椭圆C相交于A,B两点,若|AB|=2c,则椭圆C的离心率为()A.eq\f(\r(3),2)B.eq\f(3,4)C.eq\f(1,2)D.eq\f(1,4)解析:选A.设直线与椭圆在第一象限的交点为A(x,y),则直线y=eq\f(\r(2),4)x.由|AB|=2c,可知|OA|=eq\r(x2+y2)=c,即eq\r(x2+(\f(\r(2),4)x)2)=c,解得x=eq\f(2\r(2)c,3),y=eq\f(1,3)c,即A(eq\f(2\r(2),3)c,eq\f(1,3)c),把点A的坐标代入椭圆方程,得8e4-18e2+9=0,即(4e2-3)·(2e2-3)=0,所以e=eq\f(\r(3),2).2、(2021·重庆诊断)已知椭圆C:16x2+4y2=1,则下列结论正确的是(D)A.长轴长为eq\f(1,2) B.焦距为eq\f(\r(3),4)C.短轴长为eq\f(1,4) D.离心率为eq\f(\r(3),2)3、(2018·课标全国Ⅱ)已知F1,F2是椭圆C的两个焦点,P是C上的一点,若PF1⊥PF2,且∠PF2F1=60°,则C的离心率为(D)A.1-eq\f(\r(3),2) B.2-eq\r(3)C.eq\f(\r(3)-1,2) D.eq\r(3)-1解析:设|PF2|=x,则|PF1|=eq\r(3)x,|F1F2|=2x,故2a=|PF1|+|PF2|=(1+eq\r(3))x,2c=|F1F2|=2x,于是离心率e=eq\f(c,a)=eq\f(2c,2a)=eq\f(2x,1+\r(3)x)=eq\r(3)-1.4、(2021·河北省衡水中学调研)直线l经过椭圆的一个顶点和一个焦点,若椭圆中心到l的距离为其短轴长的eq\f(1,4),则该椭圆的离心率为(B)A.eq\f(1,3) B.eq\f(1,2)C.eq\f(2,3) D.eq\f(3,4)解析:不妨设直线l:eq\f(x,c)+eq\f(y,b)=1,即bx+cy-bc=0⇒椭圆中心到l的距离eq\f(|-bc|,\r(b2+c2))=eq\f(2b,4)⇒e=eq\f(c,a)=eq\f(1,2),故选B.5、(2017·全国卷Ⅲ)已知椭圆C:eq\f(x2,a2)+eq\f(y2,b2)=1(a>b>0)的左、右顶点分别为A1,A2,且以线段A1A2为直径的圆与直线bx-ay+2ab=0相切,则C的离心率为(A)A.eq\f(\r(6),3) B.eq\f(\r(3),3)C.eq\f(\r(2),3) D.eq\f(1,3)解析:由题意知以A1A2为直径的圆的圆心为(0,0),半径为a.又直线bx-ay+2ab=0与圆相切,∴圆心到直线的距离d=eq\f(2ab,\r(a2+b2))=a,解得a=eq\r(3)b,∴eq\f(b,a)=eq\f(1,\r(3)),∴e=eq\f(c,a)=eq\f(\r(a2-b2),a)=eq\r(1-\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(b,a)))2)=eq\r(1-\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,\r(3))))2)=eq\f(\r(6),3).故选A.6、若椭圆C:eq\f(x2,a2)+eq\f(y2,b2)=1(a>b>0)的短轴长等于焦距,则椭圆的离心率为()A.eq\f(1,2) B.eq\f(\r(3),3) C.eq\f(\r(2),2) D.eq\f(\r(2),4)解析:依题意可知,c=b,又a=eq\r(b2+c2)=eq\r(2)c,∴椭圆的离心率e=eq\f(c,a)=eq\f(\r(2),2).7、(2021·云南昆明模拟)△ABC为等腰三角形,且∠C=90°,则以A,C为焦点且过点B的椭圆的离心率为(D)A.eq\f(\r(3),2) B.eq\f(\r(2),2)C.eq\r(3)-1 D.eq\r(2)-1解析:由题意△ABC为等腰三角形,且∠C=90°,可知:△ABC是等腰直角三角形,且:BC=2c,AC=2c,AB=2eq\r(2)c,由椭圆的定义可知:2eq\r(2)c+2c=2a,则椭圆的离心率:e=eq\f(c,a)=eq\f(1,\r(2)+1)=eq\r(2)-1.故选D.8、已知椭圆C:eq\f(x2,a2)+eq\f(y2,b2)=1(a>b>0)的右焦点为F,过点F作圆x2+y2=b2的切线,若两条切线互相垂直,则椭圆C的离心率为()A.eq\f(1,2) B.eq\f(\r(2),2) C.eq\f(\r(2),3) D.eq\f(\r(6),3)解析:如图,由题意可得,eq\r(2)b=c,则2b2=c2,即2(a2-c2)=c2,则2a2=3c2,∴eq\f(c2,a2)=eq\f(2,3),即e=eq\f(c,a)=eq\f(\r(6),3).9、(2021·湖北省宜昌市调研)过点P(3,1)且倾斜角为eq\f(3π,4)的直线与椭圆eq\f(x2,a2)+eq\f(y2,b2)=1(a>b>0)相交于A,B两点,若eq\o(AP,\s\up6(→))=eq\o(PB,\s\up6(→)),则该椭圆的离心率为(C)A.eq\f(1,2) B.eq\f(\r(2),2)C.eq\f(\r(6),3) D.eq\f(\r(3),3)解析:由题意可知P为AB的中点,且kAB=-1,设A(x1,y1),B(x2,y2),则eq\f(x\o\al(2,1),a2)+eq\f(y\o\al(2,1),b2)=1,eq\f(x\o\al(2,2),a2)+eq\f(y\o\al(2,2),b2)=1,两式相减得eq\f(x1-x2x1+x2,a2)=-eq\f(y1-y2y1+y2,b2),∴kAB=eq\f(y1-y2,x1-x2)=-eq\f(b2x1+x2,a2y1+y2)=-eq\f(3b2,a2)=-1,即eq\f(b2,a2)=eq\f(1,3),∴e=eq\r(1-\f(b2,a2))=eq\f(\r(6),3),故选C.10、已知F1,F2是椭圆C:eq\f(x2,a2)+eq\f(y2,b2)=1(a>b>0)的左、右焦点,A是C的左顶点,点P在过A且斜率为eq\f(\r(3),6)的直线上,△PF1F2为等腰三角形,∠F1F2P=120°,则C的离心率为()A.eq\f(2,3) B.eq\f(1,2) C.eq\f(1,3) D.eq\f(1,4)解析:如图,作PB⊥x轴于点B.由题意可设|F1F2|=|PF2|=2,则c=1,由∠F1F2P=120°,可得|PB|=eq\r(3),|BF2|=1,故|AB|=a+1+1=a+2,tan∠PAB=eq\f(|PB|,|AB|)=eq\f(\r(3),a+2)=eq\f(\r(3),6),解得a=4,所以e=eq\f(c,a)=eq\f(1,4).11、已知F1,F2是椭圆C:eq\f(x2,a2)+eq\f(y2,b2)=1(a>b>0)的左、右焦点,A是C的左顶点,点P在过A且斜率为eq\f(\r(3),6)的直线上,△PF1F2为等腰三角形,∠F1F2P=120°,则C的离心率为()A.eq\f(2,3)B.eq\f(1,2)C.eq\f(1,3) D.eq\f(1,4)解析:如图,作PB⊥x轴于点B.由题意可设|F1F2|=|PF2|=2,则c=1,由∠F1F2P=120°,可得|PB|=eq\r(3),|BF2|=1,故|AB|=a+1+1=a+2,tan∠PAB=eq\f(|PB|,|AB|)=eq\f(\r(3),a+2)=eq\f(\r(3),6),解得a=4,所以e=eq\f(c,a)=eq\f(1,4).12、设椭圆E的两焦点分别为F1,F2,以F1为圆心,|F1F2|为半径的圆与E交于P,Q两点.若△PF1F2为直角三角形,则E的离心率为()A.eq\r(2)-1 B.eq\f(\r(5)-1,2)C.eq\f(\r(2),2) D.eq\r(2)+1解析:不妨设椭圆E的方程为eq\f(x2,a2)+eq\f(y2,b2)=1(a>b>0),如图所示,∵△PF1F2为直角三角形,∴PF1⊥F1F2,又|PF1|=|F1F2|=2c,∴|PF2|=2eq\r(2)c,∴|PF1|+|PF2|=2c+2eq\r(2)c=2a,∴椭圆E的离心率e=eq\f(c,a)=eq\r(2)-1.故选A.13、(2022·青岛质检)国家体育场“鸟巢”的钢结构鸟瞰图如图①所示,内外两圈的钢骨架是离心率相同的椭圆.某校体育馆的钢结构与“鸟巢”相同,其平面图如图②所示,若由外层椭圆长轴一端点A和短轴一端点B分别向内层椭圆引切线AC,BD,且两切线斜率之积等于-eq\f(5,8),则椭圆的离心率为()A.eq\f(3,4) B.eq\f(5,8)C.eq\f(\r(7),4) D.eq\f(\r(6),4)解析:设内层椭圆方程为eq\f(x2,a2)+eq\f(y2,b2)=1(a>b>0),∵内外椭圆离心率相同,∴外层椭圆可设成eq\f(x2,ma2)+eq\f(y2,mb2)=1(m>1),设切线AC的方程为y=k1(x+ma),与eq\f(x2,a2)+eq\f(y2,b2)=1联立得:(b2+a2keq\o\al(2,1))x2+2ma3keq\o\al(2,1)x+m2a4keq\o\al(2,1)-a2b2=0,由Δ=0,则keq\o\al(2,1)=eq\f(b2,a2)·eq\f(1,m2-1),同理可得keq\o\al(2,2)=eq\f(b2,a2)·(m2-1),∴keq\o\al(2,1)·keq\o\al(2,2)=eq\f(b4,a4)=eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(-\f(5,8)))2,则eq\f(b2,a2)=eq\f(5,8),因此,e=eq\f(c,a)=eq\r(1-\f(b2,a2))=eq\r(1-\f(5,8))=eq\f(\r(6),4).故选D.14、(2022·晋中新一双语学校模拟)设F1,F2同时为椭圆C1:eq\f(x2,a2)+eq\f(y2,b2)=1(a>b>0)与双曲线C2:eq\f(x2,aeq\o\al(2,1))-eq\f(y2,beq\o\al(2,1))=1eq\b\lc\((\a\vs4\al\co1(a1>0,b1>0)))的左、右焦点,设椭圆C1与双曲线C2在第一象限内交于点M,椭圆C1与双曲线C2的离心率分别为e1,e2,O为坐标原点,若eq\b\lc\|\rc\|(\a\vs4\al\co1(F1F2))=2eq\b\lc\|\rc\|(\a\vs4\al\co1(MO)),则eq\f(1,eeq\o\al(2,1))+eq\f(1,eeq\o\al(2,2))=()A.2eq\r(2)B.eq\r(2)C.eq\f(3,2)D.2解析:选D.如图,设eq\b\lc\|\rc\|(\a\vs4\al\co1(MF1))=m,eq\b\lc\|\rc\|(\a\vs4\al\co1(MF2))=n,焦距为2c,由椭圆定义可得m+n=2a,由双曲线定义可得m-n=2a1,解得m=a+a1,n=a-a1.当eq\b\lc\|\rc\|(\a\vs4\al\co1(F1F2))=2eq\b\lc\|\rc\|(\a\vs4\al\co1(MO))时,则∠F1MF2=90°,所以m2+n2=4c2,即a2+aeq\o\al(2,1)=2c2,由离心率的公式可得eq\f(1,eeq\o\al(2,1))+eq\f(1,eeq\o\al(2,2))=2.15、(多选)已知P是椭圆E:eq\f(x2,4)+eq\f(y2,m)=1(m>0)上任意一点,M,N是椭圆上关于坐标原点对称的两点,且直线PM,PN的斜率分别为k1,k2(k1k2≠0),若|k1|+|k2|的最小值为1,则下列结论正确的是()A.椭圆E的方程为eq\f(x2,4)+y2=1B.椭圆E的离心率为eq\f(1,2)C.曲线y=log3x-eq\f(1,2)经过E的一个焦点D.直线2x-y-2=0与E有两个公共点解析:设P(x0,y0),M(x1,y1),x0≠±x1,y0≠±y1,则N(-x1,-y1),eq\f(x\o\al(2,0),4)+eq\f(y\o\al(2,0),m)=1,eq\f(x\o\al(2,1),4)+eq\f(y\o\al(2,1),m)=1,所以yeq\o\al(2,0)=m-eq\f(mx\o\al(2,0),4),yeq\o\al(2,1)=m-eq\f(mx\o\al(2,1),4),k1k2=eq\f(y0-y1,x0-x1)·eq\f(y0+y1,x0+x1)=eq\f(y\o\al(2,0)-y\o\al(2,1),x\o\al(2,0)-x\o\al(2,1))=-eq\f(m,4).于是|k1|+|k2|≥2eq\r(|k1|·|k2|)=2eq\r(|k1k2|)=2eq\r(\a\vs4\al(\b\lc\|\rc\|(\a\vs4\al\co1(-\f(m,4)))))=eq\r(m),依题意,得eq\r(m)=1,解得m=1,故E的方程为eq\f(x2,4)+y2=1,A正确;离心率为eq\f(\r(3),2),B错误;焦点坐标为(±eq\r(3),0),曲线y=log3x-eq\f(1,2)经过焦点(eq\r(3),0),C正确;又直线2x-y-2=0过点(1,0),且点(1,0)在E内,故直线2x-y-2=0与E有两个公共点,D正确.故选A、C、D.16、已知椭圆C:eq\f(x2,a2)+eq\f(y2,b2)=1(a>b>0)的左、右顶点分别为A1,A2,且以线段A1A2为直径的圆与直线bx-ay+2ab=0相切,则C的离心率为___eq\f(\r(6),3)_____.解析:以线段A1A2为直径的圆是x2+y2=a2,直线bx-ay+2ab=0与圆相切,所以圆心(0,0)到直线的距离d=eq\f(2ab,\r(a2+b2))=a,整理为a2=3b2,即a2=3(a2-c2)⇒2a2=3c2,即eq\f(c2,a2)=eq\f(2,3),e=eq\f(c,a)=eq\f(\r(6),3).17、直线5x+4y-1=0交椭圆C:eq\f(y2,a2)+eq\f(x2,b2)=1(a>b>0)于M,N两点,设MN中点为P,直线OP的斜率等于eq\f(5,4),O为坐标原点,则椭圆C的离心率为________.解析:设M(x1,y1),N(x2,y2),MN中点为P(x0,y0),则eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(\f(y\o\al(2,1),a2)+\f(x\o\al(2,1),b2)=1,,\f(y\o\al(2,2),a2)+\f(x\o\al(2,2),b2)=1,))两式相减得b2(yeq\o\al(2,1)-yeq\o\al(2,2))+a2(xeq\o\al(2,1)-xeq\o\al(2,2))=0,即eq\f(y1-y2,x1-x2)=-eq\f(a2,b2)eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(x1+x2,y1+y2))),即kMN=-eq\f(a2,b2)·eq\f(1,kOP),因为kMN=-eq\f(5,4),kOP=eq\f(5,4),所以eq\f(b2,a2)=eq\f(16,25),所以e=eq\f(c,a)=eq\r(1-\f(b2,a2))=eq\f(3,5).18、设椭圆C:eq\f(x2,a2)+eq\f(y2,b2)=1(a>b>0)的左,右焦点为F1,F2,过F2作x轴的垂线与C相交于A,B两点,F1B与y轴相交于点D,若AD⊥F1B,则椭圆C的离心率等于________.解析:由题意知F1(-c,0),F2(c,0),其中c=eq\r(a2-b2),因为过F2且与x轴垂直的直线为x=c,由椭圆的对称性可设它与椭圆的交点为Aeq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(c,\f(b2,a))),Beq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(c,-\f(b2,a))).因为AB平行于y轴,且|F1O|=|OF2|,所以|F1D|=|DB|,即D为线段F1B的中点,所以点D的坐标为eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(0,-\f(b2,2a))),又AD⊥F1B,所以kAD·kF1B=-1,即eq\f(\f(b2,a)-\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(-\f(b2,2a))),c-0)×eq\f(-\f(b2,a)-0,c-(-c))=-1,整理得eq\r(3)b2=2ac,所以eq\r(3)(a2-c2)=2ac,又e=eq\f(c,a),0<e<1,所以eq\r(3)e2+2e-eq\r(3)=0,解得e=eq\f(\r(3),3)(e=-eq\r(3)舍去).19、(2021·浙江高考)已知椭圆eq\f(x2,a2)+eq\f(y2,b2)=1(a>b>0),焦点F1(-c,0),F2(c,0)(c>0).若过F1的直线和圆eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(x-\f(1,2)c))2+y2=c2相切,与椭圆的第一象限交于点P,且PF2⊥x轴,则该直线的斜率是________,椭圆的离心率是________.解析:设过F1的直线与圆的切点为M,圆心Aeq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)c,0)),则|AM|=c,|AF1|=eq\f(3,2)c,所以|MF1|=eq\f(\r(5),2)c,所以该直线的斜率k=eq\f(|AM|,|MF1|)=eq\f(c,\f(\r(5),2)c)=eq\f(2\r(5),5).因为PF2⊥x轴,所以|PF2|=eq\f(b2,a),又|F1F2|=2c,所以k=eq\f(2\r(5),5)=eq\f(\f(b2,a),2c)=eq\f(a2-c2,2ac)=eq\f(1-e2,2e),得e=eq\f(\r(5),5).20、(2022·安徽省蚌埠市二模)通过研究发现:点光源P斜照射球,在底面上形成的投影是椭圆,且球与底面相切于椭圆的一个焦点F1(如图所示),如图是底面边长为2、高为3的正四棱柱,一实心小球与正四棱柱的下底面及四个侧面均相切,若点光源P位于AD的中点处时,则在平面A1B1C1D1上的投影形成的椭圆的离心率是________.解析:从P作PM⊥A1D1于M点,在平面POM内作球截面圆的切线PN,交平面A1B1C1D1于N点,则在平面POM内形成的图形如图所示.由题意得PM=3,OQ=MF1=MQ=1,故PQ=2,tan∠QPO=eq\f(1,2)⇒tan∠MPN=eq\f(2×\f(1,2),1-\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)))2)=eq\f(4,3),则MN=PM·tan∠MPN=3×eq\f(4,3)=4,根据题目条件知,F1是椭圆焦点,MN是长轴,即2a=4,MF1=a-c=1,则a=2,c=1,离心率e=eq\f(1,2).21、如图所示,已知椭圆eq\f(x2,a2)+eq\f(y2,b2)=1(a>b>0),F1,F2分别为椭圆的左、右焦点,A为椭圆的上顶点,直线AF2交椭圆于另一点B.(1)若∠F1AB=90°,求椭圆的离心率;解析:(1)∵|AF1|=|AF2|=a,且∠F1AF2=90°,|F1F2|=2c,∴2a2=4c2,∴a=eq\r(2)c,∴e=eq\f(c,a)=eq\f(\r(2),2).22、已知F1,F2是椭圆C:eq\f(x2,a2)+eq\f(y2,b2)=1(a>b>0)的两个焦点,P为C上的点,O为坐标原点.(1)若△POF2为等边三角形,求C的离心率;(2)如果存在点P,使得PF1⊥PF2,且△F1PF2的面积等于16,求b的值和a的取值范围.解:(1)连接PF1.由△POF2为等边三角形可知在△F1PF2中,∠F1PF2=90°,|PF2|=c,|PF1|=eq\r(3)c,于是2a=|PF1|+|PF2|=(eq\r(3)+1)c,故C的离心率为e=eq\f(c,a)=eq\r(3)-1.(2)由题意可知,满足条件的点P(x,y)存在当且仅当eq\f(1,2)|y|·2c=16,eq\f(y,x+c)·eq\f(y,x-c)=-1,eq\f(x2,a2)+eq\f(y2,b2)=1,即c|y|=16,①x2+y2=c2,②eq\f(x2,a2)+eq\f(y2,b2)=1.③由②③及a2=b2+c2得y2=eq\f(b4,c2).又由①知y2=eq\f(162,c2),故b=4.由②③及a2=b2+c2得x2=eq\f(a2,c2)(c2-b2),所以c2≥b2,从而a2=b2+c2≥2b2=32,故a≥4eq\r(2).当b=4,a≥4eq\r(2)时,存在满足条件的点P.所以b=4,a的取值范围为[4eq\r(2),+∞).23、(2022·青岛调研)已知椭圆E:eq\f(x2,a2)+eq\f(y2,b2)=1(a>b>0),若椭圆上一点P与其中心及长轴一个端点构成等腰直角三角形.(1)求椭圆E的离心率;(2)如图,若直线l与椭圆相交于A,B,且AB是圆(x-1)2+(y+1)2=5的一条直径,求椭圆E的标准方程.解:(1)由题意不妨设椭圆上的点P的坐标为eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(a,2),\f(a,2))),代入椭圆方程可得eq\f(1,4)+eq\f(a2,4b2)=1,即a2=3b2,∴a2=3b2=3(a2-c2),∴2a2=3c2,∴e=eq\f(\r(6),3).(2)由(1)得椭圆E的方程为eq\f(x2,3b2)+eq\f(y2,b2)=1,易知直线l的斜率存在,设其方程为y=k(x-1)-1,A(x1,y1),B(x2,y2).eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(y=k(x-1)-1,,x2+3y2=3b2))⇒(3k2+1)x2-6k(k+1)x+3(k+1)2-3b2=0.∴x1+x2=eq\f(6k(k+1),3k2+1),x1x2=eq\f(3(k+1)2-3b2,3k2+1).又x1+x2=2,∴k=eq\f(1,3),∴x1x2=eq\f(16-9b2,4),则|AB|=eq\r(1+k2)eq\r((x1+x2)2-4x1x2)=eq\f(\r(10),3)eq\r(4-4·\f(16-9b2,4))=2eq\r(5),∴b2=eq\f(10,3),则a2=10,∴椭圆E的标准方程为eq\f(x2,10)+eq\f(y2,\f(10,3))=1.二、椭圆离心率取值范围的求解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)几何法:利用椭圆的几何性质,如|x|≤a,|y|≤b,0<e<1,建立不等关系,或者根据几何图形的临界情况建立不等关系;(2)直接法:构造a,c的齐次不等式,根据已知条件得出不等关系,直接转化为含有a,b,c的不等关系式。例2(2022·苏北四市调研)椭圆G:eq\f(x2,a2)+eq\f(y2,b2)=1(a>b>0)的两个焦点为F1(-c,0),F2(c,0),M是椭圆上一点,且满足eq\o(F1M,\s\up6(→))·eq\o(F2M,\s\up6(→))=0.则椭圆离心率e的取值范围为()A.eq\b\lc\(\rc\](\a\vs4\al\co1(0,\f(\r(2),2))) B.eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(0,\f(\r(2),2)))C.eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(\r(2),2),1)) D.eq\b\lc\[\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(\r(2),2),1))解析:设点M的坐标为(x0,y0),∵eq\o(F1M,\s\up6(→))·eq\o(F2M,\s\up6(→))=0,F1(-c,0),F2(c,0),∴(x0+c)·(x0-c)+yeq\o\al(2,0)=0,即xeq\o\al(2,0)+yeq\o\al(2,0)=c2.①又知点M在椭圆G上,∴eq\f(xeq\o\al(2,0),a2)+eq\f(yeq\o\al(2,0),b2)=1,②由①②联立结合a2-b2=c2解得xeq\o\al(2,0)=eq\f(a2(c2-b2),c2),由椭圆的性质可得0≤xeq\o\al(2,0)≤a2,即eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(\f(a2(c2-b2),c2)≥0,,\f(a2(c2-b2),c2)≤a2,))即eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(c2≥b2,,c2-b2≤c2,))所以c2≥b2,又知b2=a2-c2,∴c2≥a2-c2,即2c2≥a2,解得e2≥eq\f(1,2),又知0<e<1,∴eq\f(\r(2),2)≤e<1.跟踪练习1、(2022·广东华附、省实、广雅、深中联考)设F1,F2分别是椭圆eq\f(x2,a2)+eq\f(y2,b2)=1(a>b>0)的左、右焦点,若在直线x=eq\f(a2,c)上存在点P,使线段PF1的中垂线过点F2,则椭圆离心率的取值范围是()A.eq\b\lc\(\rc\](\a\vs4\al\co1(0,\f(\r(2),2))) B.eq\b\lc\(\rc\](\a\vs4\al\co1(0,\f(\r(3),3)))C.eq\b\lc\[\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(\r(2),2),1)) D.eq\b\lc\[\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(\r(3),3),1))解析:设Peq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(a2,c),m)),F1(-c,0),F2(c,0),由线段PF1的中垂线过点F2得|PF2|=|F1F2|,即eq\r(\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(a2,c)-c))\s\up12(2)+m2)=2c,得m2=4c2-eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(a2,c)-c))eq\s\up12(2)=-eq\f(a4,c2)+2a2+3c2≥0,即3c4+2a2c2-a4≥0,得3e4+2e2-1≥0,解得e2≥eq\f(1,3),又0<e<1,故eq\f(\r(3),3)≤e<1.2、在平面直角坐标系xOy中,点P为椭圆C:eq\f(y2,a2)+eq\f(x2,b2)=1(a>b>0)的下顶点,M,N在椭圆上,若四边形OPMN为
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