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怎样求双曲线的离心率

2022-03-25袁昶旭

语数外学习·高中版中旬 2022年1期
关键词:准线关系式双曲线

袁昶旭

我们知道,双曲线的离心率 e 是反映双曲线几何特征的一个重要数值.而求双曲线的离心率,关键是抓住圆锥曲线的定义、性质,弄清题目中蕴含的几何意义,建立关于a、 b、 c 的等量关系式,再将其合理变形,求得双曲线的离心率e = .下面结合例题来探讨一下如何求双曲线的离心率.

例1.已知双曲线的右准线与双曲线的两条渐近线相交于 A , B 两点,且 F 是双曲线的右焦点,若以 AB 为直径的圆过 F 点,求双曲线的离心率.

解:设双曲线的方程为,右准线与 x 轴相交于点 M,

由以 AB 为直径的圆过 F 点,A,B 两点也关于x 轴对称可得MA=MB=MF ,且双曲线的渐近线方程为 y =± x,

于是MA=yA= xA- ∙,即 c - = ∙,

化简得a =b,

则 e = = = ,

故所求双曲线的离心率为.

在本题中,我们利用已知的几何关系及双曲线的渐近线方程、准线方程,建立了关于a、 b、 c 的等量关系式,从而求得双曲线的离心率.双曲线的渐近线方程、准线方程均是与a、 b、 c 相关的式子,因此在求双曲线的离心率时,同学们要重点关注双曲线的渐近线方程、准线方程,建立关于a,b,c 的关系式,便能轻易求出双曲线的离心率.

例2.已知双曲线 x2-y2=1(a >0,b >0)的左、右

焦点分别为F1,F2.若点 A 在双曲线上,且∠F1AF2=90°,AF1=3AF2,求双曲线的离心率.

解:因为AF1=3AF2,①

由双曲线定义得AF1-AF2=2a,②

由①②得AF1=3a,AF2=a .

又|F1F2|=2c,∠F1AF2=90°,

则|F1F22=AF12+AF2|2,即(2c)2=(3a)2+a2,得5a2=2c2,所以 =.

题目中给出了两个焦半径(曲线上的点与焦点之间的距离)之间的关系,由此便可直接根据双曲线的定义来解题.而根据双曲线的定义即可建立关于a,c 的等式,也就能根据双曲线中b2=c2-a2的关系式求得双曲线的离心率.因此,在解题时,要注意把握双曲线的定义,建立关于双曲线的焦半径的关系式,这便为我们求离心率奠定了基础.

例3.如图,若某双曲线 C 的两个焦点及虚轴的两个端点为顶点的四边形中,有一个内角为60°,求此双曲线的离心率.

解:设双曲线方程为x

则F1(-c,0),F2(c,0),B1(0,b),B2(0,-b).

由图可知 c >b,所以∠B1F1B2=60°,

根据双曲线的对称性知,∠B1F1O =30°,

在 Rt△F1B1O 中,c = b ,

将其平方得c2=3(c2-a2),得 =,即 = ,

所以双曲线的离心率是.

從已知条件中可获知直角三角形的内角度数,这便为后面解题提供了重要依据,然后结合图形进行分析,探讨双曲线的对称性、各个点的位置以及关系,便可建立关于a、 c 的关系式,再通过运算便可求得双曲线的离心率.在求双曲线的离心率时,要注重分析双曲线的几何性质,构造焦点三角形,便可建立关于a 、 b、 c 的式子,从而达到解题目的.

总之,要求双曲线的离心率,要重点研究双曲线的渐近线方程、准线方程、焦半径、焦点三角形、几何性质,从中挖掘出与a、 b、 c 相关的关系式,才能为求得双曲线的离心率铺平道路.

(作者单位:江苏省盐城市新洋高级中学)

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