离心率范围问题的求解策略
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摘 要:在高考中常常出现的确定圆锥曲线中离心率的取值范围问题,这类问题往往结构新颖,小巧灵珑,历来为命题者所青睐,为了克服难点,提高教学效果,培养学生的学习兴趣,诱导引发学生的学习兴趣,对这类问题的求解方法给一总结归纳。
关键词:数学教学;培养;中学数学;圆锥曲线;离心率;取值范围
确定圆锥曲线中离心率取值范围,是高考试题中常见的一类问题,需要综合运用各种基本知识和基本技能。如函数思想,一元二次不等式的知识,合理推理论证能力,以及数形结合,整体解题的数学思想。能够反映学生的综合数学素质,也符合新课程对数学教学和学生能力的要求。这类问题往往结构新颖,小巧灵珑,历来为命题者所青睐。针对这类问题的求解本文提供了一些常用的策略,供大家参考。
1、数形结合创建基本量的不等关系
例1、已知 、 是椭圆的两个焦点,满足 的点 总在椭圆内部,则该椭圆离心率的范围是
简析: , ,所以点 在以 为圆心 为半径的圆上
点 在椭圆内部, ,从而有
,则 ,由 可知
点评:利用圆总在椭圆内部这一条件,数形结合,巧妙的建立起 、 的不等关系,是解题的关建。
2、利用焦点三角形构建不等关系
例2、双曲线 )的两个焦点为 、 ,若 为其上一点,且 ,求该双曲线离心率的取值范围。
简析:由双曲线的定义可知: ,又 , ,故 , ,即 ,所以 ,由 可知
。
点评:利用焦点三角形两边长子之和大于第三边长,是建立基本不等关系的一种常用手段。
3、利用橢圆、双曲线的几何性质,建立不等关系
例3、已知椭圆 为椭圆上一点,且 在 轴右侧, 为右顶点, 为原点,若 ,求该椭圆离心率的取值范围
简析:设点
又 点 在椭圆上,
,即
则 ,即 ,从而由 可知
点评:椭圆是个一个封闭曲线,椭圆上的点的坐标满足 , ,利用 在 轴右侧,则 是构造不等式的核心和关键。
4、利用函数思想,通过求值域确定离心率的范围
例4、设 ,则双曲线 的离心率的取值范围是
简析:
,从而由 可知
点评:建立离心率 关于参数 的目标函数,通过求函数的值域,确定离心率的取值范围,体现了函数思想的灵活运用。
总之,在解析几何中,求解双曲线和椭圆的离心率取值范围的问题,其核心和关键是巧妙的建立基本量 、 、 的不等关系,进一步构造出离心率 的不等式,通过解不等式可以确定离心率的取值范围。
(作者单位:宝鸡中学数学组)
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