高中数学:求双曲线离心率的取值范围

求双曲线离心率的取值范围涉及到解析几何、平面几何、代数等多个知识点,解题关键是挖掘题中的隐含条件,构造不等式,下面举例说明。
一、利用双曲线性质
例1、设点P在双曲线的左支上,双曲线两焦点为,已知

是点P到左准线的距离

和

的比例中项,求双曲线离心率的取值范围。
解析:由题设

得:

。由双曲线第二定义

得:

,由焦半径公式得:

,则

,即

,解得

。
小结:求双曲线离心率取值范围时可先求出双曲线上一点的坐标,再利用性质:若点

在双曲线

的左支上则

;若点

在双曲线的右支上则

。
二、利用平面几何性质
例2、设点P在双曲线的右支上,双曲线两焦点,

,求双曲线离心率的取值范围。
解析:由双曲线第一定义得:

,与已知联立解得:

,由三角形性质

得:

解得:

。
小结:求双曲线离心率的取值范围时可利用平面几何性质,如“直角三角形中斜边大于直角边”、“三角形两边之和大于第三边”等构造不等式。
三、利用数形结合
例3、(同例2)
解析:由例2可知:
,点P在双曲线右支上由图1可知:

,

,即

,两式相加得:

,解得:。

四、利用均值不等式
例4、已知点在双曲线

的右支上,双曲线两焦点为,

最小值是

,求双曲线离心率的取值范围。
解析:

,由均值定理知:当且仅当

时取得最小值,又

所以

,则

。
五、利用已知参数的范围
例5、已知梯形ABCD中,

,点E分有向线段

所成的比为

,双曲线过C、D、E三点,且以A、B为焦点,当

时,求双曲线离心率的取值范围。
解析:如图2建立平面直角坐标系,设双曲线方程为,设

其中

是梯形的高,由定比分点公式得

,把C、E两点坐标分别代入双曲线方程得

,

,两式整理得

,从而建立函数关系式

,由已知得,

,解得

。

六、利用直线与双曲线的位置关系
例6、已知双曲线

与直线:

交于P、Q两个不同的点,求双曲线离心率的取值范围。
解析:把双曲线方程和直线方程联立消去

得:

时,直线与双曲线有两个不同的交点则

,

,即

且

,所以

,即

且

。
七、利用点与双曲线的位置关系
例7、已知双曲线上存在P、Q两点关于直线

对称,求双曲线离心率的取值范围。
解析:设

,弦PQ中点为M,由点差法求得

,当点M在双曲线内部时

,整理得:

无解;当点M在双曲线外部时,点M应在两渐近线相交所形成的上下区域内,由线性规划可知:

,即

,则

,所以

。
八、利用非负数性质
例8、已知过双曲线左焦点

的直线交双曲线于P、Q两点,且

(

为原点),求双曲线离心率的取值范围。

解析:设

,过左焦点的直线方程:

,代入双曲线方程得:

,由韦达定理得:

,

,由OP⊥OQ得

,即:

,解得:

,因为

,所以

,则

,所以

。
求双曲线离心率的取值范围时要根据题情,因题制宜挖掘题中隐含的不等关系,构造不等式,从而求出双曲线离心率的取值范围。
--END--


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