PF1?PF2?6a,且?PF1F2的最小内角为30,则C的离心率为___ .
不妨设PF则PF3 【提示】1?PF2,1?PF2?2a,PF1?PF2?6a,得PF1?4a,PF2?2a,
02220F1F2?2c,从而得到?PF1F2?30由余弦定理得(2a)?(4a)?(2c)?2(4a)(2c)cos30,整理得
(e?3)2?0,所以e?3.
x2y2【例13】已知椭圆右焦点分别为F1、F2,点P在椭圆上,?F求S?FPF. ??1的左、1PF2?60。1294解析:设PF1?m,PF2?n,根据定义,m?n?2a,平方得m?n?2mn?36①;在?F1PF2中,根据余弦定理,得(2c)2?m2?n2?2mncos60,即m?n?mn?20②。①-②,得mn?面积公式,得S?FPF=
12222216。根据314mnsin60=3。 23【评注】我们可以利用椭圆和双曲线的定义以及正、余弦定理,上述问题可以一般化,即m?n?2a,
12b22b212b2sin??。S?FPF=mnsin?== 4c?m?n?2mncos?,解得,mn?1221?cos?2cos2?21?cos?2222b22sincos22??xy2222=btan。因此,椭圆?btan焦点三角形面积:,?1(a?b?0)S??F1PF222?22ab2cos22??b2tan高h?22?22;类似地,双曲线x?y?1(a,b?0)焦点三角形面积:Sbcot,高??F1PF2222cab?b2coth??2。其中,F,F是焦点,P是曲线上的动点,?FPF??,高h是FF边上的高。
121212y2x2=1上的一点,F1和F2是焦点,且 ?54c【变式1】如图所示,点P是椭圆
∠F1PF2=30°,则△F1PF2的面积为( )
A.8?43 B.8?43 C.6?23 D. 6?23 B【解析】在椭圆
y2x2=1中,a=5,b=2.∴c=a2?b2=1. ?54又∵点P在椭圆上,∴|PF1|+|PF2|=2a=25.①
由余弦定理知:|PF1|2+|PF2|2-2|PF1||PF2|cos30°=|F1F2|2=(2c)2=4. ② ① 式两边平方得:|PF1|2+|PF2|2+2|PF1|·|PF2|=20, ③ ③-②得(2+3)|PF1|·|PF2|=16,∴|PF1|·|PF2|=16(2-3),
11
∴S?PF1F2=|PF1|·|PF2|sin30°=8?43.故选B. 【变式2】利用双曲线的定义求焦点三角形的面积
x2y2F1、F2是双曲线-=1的两个焦点,M是双曲线上一点,且|MF1|·|MF2|=32,则△F1MF2的面积为______.
1691216【解析】由题意可得双曲线的两个焦点是F1(0,-5)、F2(0,5),由双曲线定义得:||MF1|-|MF2||=6,联立|MF1|·|MF2|=32得|MF1|2+|MF2|2=100=|F1F2|2,所以△F1MF2是直角三角形,从而其面积为S=1|MF1|·|MF2|=16.. 2【变式3】 (2013新课标Ⅰ文8)O为坐标原点,F为抛物线C:y2?42x的焦点,P为C上一点,若|PF|?42,则?POF的面积为( )
A.2 B.22 C.23 D.4
=42,
C【解析】由y2?42x知:焦点F(2,0),准线x=-2.设P点坐标为(x0,y0),则x0+21∴x0=32,∴|y0|=26,∴S△POF=×2×26=23.故选C.
2x2y2【变式4】双曲线2?2?1(a?0,b?0)的左右焦点为F1,F2,P是双曲线右支上一点,满足条件PF2?F1F2,
ab直线PF1与圆x2+y2?a2相切,则双曲线的离心率为( )
2255A. B.3 C. D.
343D【解析】在焦点三角形PF1F2中,由定义,PF2=F2F1=2c,PF1?2a?2c, 由O到直线PF1的距离为a,故?PF1F2
5底边上的高为2a,由勾股定理有(a?c)2?4a2?4c2,解得:e?.
3x2y2【例14】椭圆2?2?1焦点三角形的周长2a?2c
abx2y2已知椭圆??1的左、右焦点分别为F1、F2,点P在椭圆上,求三角形F1PF2 的周长。
94【解析】根据椭圆定义,三角形F1PF2 的周长等于2a?2c?6?25。
x2y2【点评】椭圆2?2?1的左、右焦点分别为F1、F2,点P在椭圆上,根据定义,PF1?PF2?2a
abF1F2?2c,所以三角形F1PF2 的周长等于2a?2c,显然椭圆的“焦点三角形”的周长是定值。
x2y2??1的两个焦点,P为椭圆上的一点,已知P,F1,F2是一个【变式1】(2001上海)设F1,F2为椭圆94直角三角形的三个顶点,且|PF1|?|PF2|,求
|PF1|的值. |PF2| 12
【解析】当PF1为斜边时,此时|PF1|?PF2?F1F2,
144|PF|7若F1F2为斜边时,PF1?PF2,,|PF2|?,1?;
|PF|2332此时|PF1|?4,|PF2|?2,
|PF1|?2. |PF2|x2y2【变式2】(2004湖北)已知椭圆??1的左、右焦点分别为F1,F2,点P在椭圆上,若P、F1、
169F2是一个直角三角形的三个顶点,则点P到x轴的距离为
(A)
9 52(B)3 (C)
2297 7(D)
9 4【解析】c?7,c?b,以F1F2为直径的圆x2?y2?c2内含于椭圆,?F1PF2小于直角,只能
b29?. 有PF1?F1F2或PF2?F1F2,此时点P到x轴距离为
a42.9求圆锥曲线的离心率与范围
x2y2
【例15】(2015湖南)若双曲线2-2=1的一条渐近线经过点(3,-4),则此双曲线的离心率为( )
ab
7545A. B. C. D. 3433
bb4
【解析】由已知可得双曲线的渐近线方程为y=±x,点(3,-4)在渐近线上,故=,又a2+b2=c2,
aa3
1625c5
∴c2=a2+a2=a2,∴e==,选D.
99a3
【评注】圆锥曲线的离心率的定义式有四种变化:e?c2cPF;e?;e?cos?BFO,e?(其中da2ad表示P到F对应准线的距离),结合圆锥曲线的第一定义和统一定义,就会生出许多变化,解题时要根据题目的条件灵活选择.
【变式1】用离心率的定义求离心率
y2?1的离心率是 若m是2和8的等比中项,则圆锥曲线x?m2( )
A.3 2B.5 C.3或5 2D.35 或222y2?1,C【解析】∵m是2和8的等比中项,∴m?16,∴m??4,当m?4时,圆锥曲线为椭圆x?42y232?1,离心率为5,∴综上选C. 离心率为,当m??4时,圆锥曲线为双曲线x?42【变式2】(2014北京理19(1))已知椭圆C:x?2y?4.求椭圆C的离心率.
13
222x2y22【提示】将方程化为标准式:+=1,求出e=. 2422
x2y2【变式3】(2014福建理19(1))已知双曲线E:2?2?1(a?0,b?0)的两条渐近线分别为
abl1:y?2x,l2:y??2x. 求双曲线E的离心率.
b
5【提示】依题意得=2,求得e=5.
a
2.10借助圆锥曲线的定义求离心率
x2y2【例16】如图,F1和F2分别是双曲线2?2?1(a?0,b?0)的两个焦点,A和B是以O为圆心,
ab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( ) (A)3
(B)5
(C)
5 2(D)1?3
x2r2【解析】如图,F1和F2分别是双曲线2?2?1(a?0,b?0)的两个焦点,A和
abB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,连接AF1,∠AF2F1=30°,|AF1|=c,|AF2|=3c,∴ 2a?(3?1)c,双曲线的离心率为1?3,选D。
【点评】当题目条件与圆锥曲线的定义有关时,应该充分利用圆锥曲线的定义寻找a与c的关系,进而寻找离心率.
【变式1】以椭圆的两个焦点连线所成的线段为直径的圆,交椭圆于四个不同的点,若连接这四个点和两个焦点恰好组成一个正六边形,那么这个椭圆的离心率为( )
A.23 B. C.3?1 D.1?3 22C 【提示】由正六边形的几何性质,知点(北,c23c)在该椭圆上. 2x2y2
【变式2】设P为椭圆2+2=1(a>b>0)上一点,F1、F2为其左右焦点,如果∠PF1F2=15°,∠PF2F1
ab
=75°,则椭圆的离心率为 ( )
2326 B. C. D. 2233D【解析】由题意得2a?PF1?PF2?2c(sin75??sin15?)?22csin60?,∴椭圆的离心率
A.e?
6.选D. 314
【评注】运用第一定义本质上求2a,在焦点三角形PF2F1(特别是直角三角形)中,联系椭圆的第一定义,由正弦定理很易联系a与c的关系,进而求得离心率
x2y21→→【变式3】已知P是以F1,F2为焦点的椭圆2+2=1(a>b>0)上一点,且PF1· PF2=0,tan∠PF1F2=,
ab2
则该椭圆的离心率为_________.
355【提示】由题意得2a?PF1?PF2?2c. ,∴椭圆的离心率e?335x2y2【变式4】已知点P是双曲线C1:2?2?1(a?0,b?0)和圆C2:x2?y2?a2?b2的一个交点,且
ab2?PF1F2??PF2F1,其中F1,F2是双曲线C1的两个焦点,则双曲线C1的离心率为______.
3?1【提示】显然圆C2过双曲线的两个焦点,故?F1PF2?90?,又2?PF1F2??PF2F1,∴
?PF1F2?30?,∴2a?PF1?PF2?2c(cos30??sin30?),∴双曲线的离心率e?3?1.
x2y2【变式5】椭圆Γ: 2?2?1(a?b?0)的左、右焦点分别为F1,F2,焦距为2c.若直线y=3?x?c?ab与椭圆Γ的一个交点M满足∠MF1F2=2∠MF2F1,则该椭圆的离心率等于 .
3?1 【提示】∠MF1F2是直线的倾斜角,所以∠MF1F2=60°,∠MF2F1=30°,所以△MF2F1是直角三
角形,在Rt△MF2F1中,|F2F1|=2c,|MF1|=c,|MF2|=3c, e?2c2c2???3?1. 2a|MF1|?|MF2|3?1x2y2
【变式6】(2015重庆) 如图所示,椭圆2+2=1(a>b>0)的左、右焦点分别为
abF1,F2,过F2的直线交椭圆于P,Q两点,且PQ⊥PF1,若|PF1|=|PQ|,则椭圆的离心率e为
6-3 【提示】如图,由椭圆的定义,得|PF1|+|PF2|=2a,|QF1|+|QF2|=2a.从而由|PF1|=|PQ|=|PF2|+|QF2|,得|QF1|=4a-2|PF1|.
又由PF1⊥PQ,|PF1|=|PQ|,知|QF1|=2|PF1|,因此,4a-2|PF1|=2|PF1|,得|PF1|=2(2-2)a,从而|PF2|=2a-|PF1|=2a-2(2-2)a=2(2-1)a.
由PF1⊥PF2,知|PF1|2+|PF2|2=|F1F2|2=(2c)2,因此
|PF1|2+|PF2|2c
e===(2-2)2+(2-1)2=9-62=6-3. a2a2.11代点法构造关于a、c的齐二次式方程求离心率
x2y2【例17】(2015年湖南)设F是双曲线C:2?2?1的一个焦点,若C上存在点P,使线段PFab的中点恰为其虚轴的一个端点,则C的离心率为 .
【解析】由已知,令F(-c,0),虚轴的一个端点B(0,b),B恰为线段PF的中点,故P(c,2b).又c24b2c
P在双曲线上,代人双曲线方程得2-2=1,即e==5.
aba
【点评】在求解圆锥曲线的离心率时,若已知曲线上点的坐标,可以将点的坐标代入方程,得到关于
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