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求双曲线离心率, 这么简单的高考类型题, 老黄这辈子第一次见到

2022年高考数学全国文科甲卷填空压的双曲线问题,是一道非常简单的题目。

要求写出满足条件“直线y=2x与双曲线没有公共点的离心率e的一个值。”像这种要求,老黄这辈子没见过。它要是要求写出e的取值范围,那还是有一定难度的。或者要求写出的这个值是一个整数,那还是需要好好考虑一下的。但如果只是随便写一个符合要求的e就可以,就太EASY了。

记双曲线C:x^2/a^2-y^2/b^2=1(a>0, b>0)的离心率为e, 写出满足条件“直线y=2x与C无公共点”的e一个值__________.

分析:这就是画一个草图,就能解决的问题?很明显地,当e=2时,就满足条件。

当然,仅凭图形,甚至仅凭想象就能够得到精准答案的,那都是天才,比如看图就知道e的取值范围的,咱做不到,不代表天才做不到。那么像老黄这种蠢才,是怎么看图就知道答案的呢。幸好老黄知道一点,a越大,两条曲线越扁,因此e越小,就越不可能有公共点。所以老黄就取e=1.1, e=1.2,或者保险起见,老黄取一个1.01,1.001,甚至1.0001,保证答案正确就行了。

而上面给的是那些天才的答案,e=2. 多完美的一个答案。这个答案是计算机告诉老黄的。老黄虽笨,但胜在够勤奋,下面就分析一下e的取值范围。

有一种方法,是根据双曲线过一、三象限的渐近线斜率一定不大于已知直线的斜率。这一点还是需要好好理解一下的,如果渐近线的斜率比已知直线的斜率大,那么双曲线靠近渐近线时,就一定会与已知直线产生公共点。这里的目的是得到b不大于2a,c就不大于根号5a. 从而离心率就不大于根号5.

结合双曲线的离心率一定大于1.从而得到e的取值范围是1

还有一种办法,就是列直线和双曲线的交点方程x^2/a^2-4x^2/b^2=1,要使x无解,只需1/a^2-4/b^2≤0, 同样可以化得b≤2a,和上面的分析得到相同的结果。

那么还有没有更好的方法呢?兴许是还能有。比如还可以结合特值法,令a=1,后面的运算难度就会大幅降低,得到渐近线是y=bx,b≤2,c=√(a^2+b^2 )≤√5, e=c/a≤√5. ∴1

老黄兴许比别人少一窍,但老黄解题的方法,除了天才的法子,其它的基本都会。这都是平时每道题都要研究透所得到的成果。

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