圆锥曲线离心率中蕴含的数学思想

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  求圆锥曲线离心率的取值范围是高考的一个热点,也是一个难点,求离心率的难点在于如何建立不等关系定离心率的取值范围常有:三角形边长关系、判别式、几何关系、函数值域、均值不等式等,除要掌握解析几何的基本知识和方法如:圆锥曲线定义及性质,又常与其它内容(向量、函数、方程、不等式等结合)是对学生综合能力考查的好方式,其中蕴含了不少数学思想,下面就结合实例指出几点:
  一、体现函数与方程思想
  例1、设,则双曲线的离心率e的取值范围是( )
  A. B. C.(2,5) D.
  【解析】B ..,根据二次函数值域可得。
  【点评】就式子的范围一元常用函数思想求值域,有时涉及均值不等式等。
  二、 突显数形结合的数学思想
  例2、已知双曲线的右焦点为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,+∞)
  【解析】如图l1与l2分别为与双曲线的渐近线平行的两条直线,直线l为过F且倾斜角为60°的直线,要使l与双曲线的右支有且只有一个交点,则应使..
  【点评】此处利用双曲线几何性质,用所给定直线和渐近线的关系确定渐近线斜率范围,从而求出离心率范围.
  例3、设双曲线C:相交于两个不同的点A、B.求双曲线C的离心率e的取值范围:
  【解析】由C与l相交于两个不同的点,故知方程组有两个不同的实数解.消去y并整理得(1-a2)x2+2a2x-2a2=0 ①
  所以解得0  双曲线的离心率
  ∵0  所以双曲线的离心率取值范围是
  三、 蕴含化归思想
  例4、双曲线的两个焦点为F1,F2,若P为其上一点,且,则双曲线离心率的取值范围是( )
  A.(1,3 ) B.(1,3] C.(3,+∞) D.[3,+∞)
  【解析】B可用三角形的三边关系求解,但注意取等条件.
  如图,在中
  (后者在P与A1重合时取等),又,则2a<2c且3m=6a≥2c,∴e∈(1,3]。
  【点评】和焦点三角形相关的问题可以考虑用三角形三边关系来建立不等式。
  四、 常有分类讨论思想
  例5、椭圆的离心率e=,则k的值等于( )
  A.4 B.- C.4或- D.-4或
  【解析】C若焦点在x轴,则中k+8>9即k>1,此时解得
  若焦点在y轴,则0  所以k=4或k=-。
  评:数学思想方法的学习和领悟能使所学的知识不再是零散的知识点,它能帮助形成有序的知识链,建立良好的认知结构;它是铭记在人们头脑中起永恒作用的数学观点和文化,是使提高数学思维水平,建立科学的数学观念,从而发展数学、运用数学的保证。因此必须重视数学问题中蕴含的思想方法。
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