2017_2018学年高中数学第二章参数方程二1椭圆的参数方程教学案新人教A版选修4_4
高中数学 第二讲《参数方程》全部教案 新人教A版选修4-4
曲线的参数方程教学目标:1.通过分析抛物运动中时间与运动物体位置的关系,写出抛物运动轨迹的参数方程,体会参数的意义。
2.分析圆的几何性质,选择适当的参数写出它的参数方程。
3.会进行参数方程和普通方程的互化。
教学重点:根据问题的条件引进适当的参数,写出参数方程,体会参数的意义。
参数方程和普通方程的互化。
教学难点:根据几何性质选取恰当的参数,建立曲线的参数方程。
参数方程和普通方程的等价互化。
教学过程一.参数方程的概念1.探究:(1)平抛运动: 为参数)t gt y tx (215001002⎪⎩⎪⎨⎧-== 练习:斜抛运动:为参数)t gt t v y t v x (21sin cos 200⎪⎩⎪⎨⎧-⋅=⋅=αα2.参数方程的概念 (见教科书第22页) 说明:(1)一般来说,参数的变化X 围是有限制的。
(2)参数是联系变量x ,y 的桥梁,可以有实际意义,也可无实际意义。
例1.(教科书第22页例1)已知曲线C 的参数方程是⎩⎨⎧+==1232t y tx (t 为参数) (1)判断点M 1(0,1),M 2(5,4)与曲线C 的位置关系; (2)已知点M 3(6,a )在曲线C 上,求a 的值。
)0,1()21,21()21,31()7,2()(2cos sin 2D C B A y x ,、,、,、的坐标是表示的曲线上的一个点为参数、方程θθθ⎩⎨⎧==A 、一个定点B 、一个椭圆C 、一条抛物线D 、一条直线二.圆的参数方程)(sin cos 为参数t t r y t r x ⎩⎨⎧==ωω)(sin cos 为参数θθθ⎩⎨⎧==r y r x说明:(1)随着选取的参数不同,参数方程形式也有不同,但表示的曲线是相同的。
(2)在建立曲线的参数方程时,要注明参数及参数的取值X 围。
例2.(教科书第24页例2)思考:你能回答教科书第25页的思考吗?三.参数方程和普通方程的互化1.阅读教科书第25页,明确参数方程和普通方程的互化的方法。
人教版数学高二《椭圆的参数方程的》 精品教学设计
椭圆的参数方程的教学设计教材分析:本节内容是在高中数学选修2-1.椭圆的标准方程之后的升华。
人们对事物的认识是不断加深,层层推进。
对椭圆的认识也遵循这一规则,因而本节课学习椭圆参数方程实际上是对椭圆认识的高潮,在从另一角度以定点、定直线、定圆来重新动定椭圆,最后从两个圆中演变出椭圆的参数方程。
可以说,我们对椭圆的认识已经经历了许多感性认识到理性认识,是多角度、多层次的上升过程。
因此本节课是对椭圆认识的一个总结,一个升华。
学情分析:学生已经掌握了椭圆的标准方程、图像和性质,能够简单的应用,但是对于一些求最值的问题感到计算比较困难。
因此,本节课椭圆的参数方程的教学应该帮助学生解决好:1.能从类比圆的参数方程的建立得出椭圆的参数方程;2.引导学生探究教科书第28页图2-8的建立过程,体会椭圆参数的几何意义;3.能利用椭圆的参数方程解决有关的问题;椭圆参数的几何意义是本节的难点教学目的1.建立椭圆的参数方程2.正确理解离心角的意义3.正确运用离心角解题教学重点椭圆的参数方程及其应用教学难点正确理解椭圆离心角的几何意义辅教工具自制课件、多媒体计算机、投影仪、大屏幕教学过程一、创设情境问题1、回忆圆222r y x =+的参数方程,并指出其中参数的几何意义。
⎩⎨⎧==θθsin cos r y r x )(为参数θ 问题2、类比圆222r y x =+的参数方程,你能说出椭圆12222=+b y a x )0(>>b a 的参数方程吗?⎩⎨⎧==θθsin cos b y a x )(为参数θ 练习1:把下列普通方程化为参数方程.22(1)4x y +=、22(2)1169x y +=、2222(3)1(0)x y a b a b +=>>、 二、椭圆参数方程的构建问题:以坐标原点O 为圆心,分别以a 、b 为半径作两个圆。
点A 是大圆上任意一点,点B 是大圆半径与小圆的交点,过点A 作AN ⊥x 轴于点N ,再过点B 作BM ⊥AN 于点M 。
高中数学人教A版选修(4-4)2.2 教学设计 椭圆的参数方程(人教A版)
《椭圆的参数方程》
赵县实验中学 赵连霞
学习了椭圆的参数方程,能够更好的利用椭圆的性质,而且为解决最值问题提供更好的方法 【知识与能力目标】
了解椭圆的参数方程及参数的意义,并能利用参数方程来求最值、轨迹问题;
【过程与方法目标】
通过椭圆参数方程的推导过程,培养学生数形结合思想,化归思想,以及分
析问题和解决问题的能力。
【情感态度价值观目标】
通过观察、探索、发现的创造性过程,培养创新意识。
【教学重点】
椭圆的参数方程
【教学难点】
椭圆参数方程中参数的理解.
1.复习椭圆的普通方程
2.了解椭圆规的使用
第一课时 椭圆的参数方程
一.复习引入: 1.焦点在x 轴上的椭圆的标准方程:22
221(0)x y a b a b
+=>> 2.焦点在y 轴上的椭圆的标准方程:22
221(0)y x a b a b
+=>> 3.问题、如下图,以原点O 为圆心,分别以a ,b (a >b >0)为半径作两个圆。
设A 为大圆上的任意一点,连接OA,与小圆交于点B 。
过点A 作AN ⊥ox ,垂足为N ,过点B 作BM ⊥AN ,垂足为M ,求当半径OA 绕点O 旋转时点M 的轨迹
参数方程.
设以Ox 为始边,OA 为终边的角为ϕ,点M 的坐标
是(x, y)。
那么点A 的横坐标为x ,点B 的纵坐标为y 。
由于点A,B 均在角ϕ的终边上,由三角函数的定义有
||cos cos x OA a ϕϕ==,
||sin cos y OB b ϕϕ==。
当半径OA 绕点O 旋转一周时,就得到了点M 的轨迹,它的参数方程是。
《2.3.1 椭圆的参数方程》教学案2
《2.3.1 椭圆的参数方程》教学案2一、学习目标:(1).椭圆的参数方程.(2).椭圆的参数方程与普通方程的关系.(3).通过学习椭圆的参数方程,进一步完善对椭圆的认识,理解参数方程与普通方程的相互联系.并能相互转化.提高综合运用能力二、学习重难点学习重点:椭圆参数方程的推导.参数方程与普通方程的相互转化学习难点:(1)椭圆参数方程的建立及应用.(2)椭圆的参数方程与普通方程的互化三、学法指导:认真阅读教材,按照导学案的导引进行自主合作探究式学习四、知识链接:将下列参数方程化成普通方程1 )为参数(sin cos ϕϕϕ⎩⎨⎧==b y a x2 )为参数(sin cos ϕϕϕ⎩⎨⎧==a y b x 五、学习过程:(一)椭圆的参数方程1焦点在x 轴: )为参数(sin cos ϕϕϕ⎩⎨⎧==b y a x 2焦点在y 轴: )为参数(sin cos ϕϕϕ⎩⎨⎧==a y b x (二)典型例题例1参数方程与普通方程互化1把下列普通方程化为参数方程. (1)19422=+y x (2)11622=+y x2把下列参数方程化为普通方程(1))为参数(sin cos ϕϕϕ⎩⎨⎧==53y x (2))为参数(sin cos ϕϕϕ⎩⎨⎧==108y x 2cos sin x y θθθ=⎧⎨=⎩练习:已知椭圆的参数方程为 (是参数),则此椭圆的长轴长为______,短轴长为_______,焦点坐标是________,离心率是_________.例2、在椭圆8822=+y x 上求一点P ,使P 到直线l :04=+-y x 的距离最小. 的最大值和最小值吗?求出的前提下,满足,进行类比,你能在实数与简单的线性规划问题思考:y x z y x y x 21162522-==+例3、已知椭圆 16410022=+y x 有一内接矩形ABCD ,求矩形ABCD 的最大面积.六、课堂练习:( )?____________________方程为那么圆心的轨迹的普通),为参数(,cos sin cos 、已知圆的方程为θθθθ03242222=+--+y x y x),(、点),,(、点),,(、点),,(、点所确定的曲线必过)sin ,cos (变化时,动点、当参数20310332231πθθθD C B A P 方程。
2017-2018学年高中数学第二章参数方程一2圆的参数方程教学案新人教A版选修4-4
2.圆的参数方程[对应学生用书P17]圆的参数方程(1)在t 时刻,圆周上某点M 转过的角度是θ,点M 的坐标是(x ,y ),那么θ=ωt (ω为角速度).设|OM |=r ,那么由三角函数定义,有cos ωt =xr ,sin ωt =y r,即圆心在原点O ,半径为r的圆的参数方程为⎩⎪⎨⎪⎧x =r cos ωty =r sin ωt(t 为参数).其中参数t 的物理意义是:质点做匀速圆周运动的时间.(2)若取θ为参数,因为θ=ωt ,于是圆心在原点O ,半径为r 的圆的参数方程为⎩⎪⎨⎪⎧x =r cos θy =r sin θ(θ为参数).其中参数θ的几何意义是:OM 0(M 0为t =0时的位置)绕点O逆时针旋转到OM 的位置时,OM 0转过的角度.(3)若圆心在点M 0(x 0,y 0),半径为R ,则圆的参数方程为⎩⎪⎨⎪⎧x =x 0+R cos θy =y 0+R sin θ(0≤θ<2π).[对应学生用书P17]求圆的参数方程[例1] 圆(x -r )2+y 2=r 2(r >0),点M 在圆上,O 为原点,以∠MOx =φ为参数,求圆的参数方程.[思路点拨] 根据圆的特点,结合参数方程概念求解. [解] 如图所示,设圆心为O ′,连O ′M ,∵O ′为圆心, ∴∠MO ′x =2φ.∴⎩⎪⎨⎪⎧x =r +r cos 2φ,y =r sin 2φ.(1)确定圆的参数方程,必须根据题目所给条件,否则,就会出现错误,如本题容易把参数方程写成⎩⎪⎨⎪⎧x =r +r cos φ,y =r sin φ.(2)由于选取的参数不同,圆有不同的参数方程.1.已知圆的方程为x 2+y 2=2x ,写出它的参数方程. 解:x 2+y 2=2x 的标准方程为(x -1)2+y 2=1, 设x -1=cos θ,y =sin θ,则参数方程为⎩⎪⎨⎪⎧x =1+cos θ,y =sin θ(0≤θ<2π).2.已知点P (2,0),点Q 是圆⎩⎪⎨⎪⎧x =cos θy =sin θ上一动点,求PQ 中点的轨迹方程,并说明轨迹是什么曲线.解:设中点M (x ,y ).则⎩⎪⎨⎪⎧x =2+cos θ2,y =0+sin θ2,即⎩⎪⎨⎪⎧x =1+12cos θ,y =12sin θ,(θ为参数)这就是所求的轨迹方程.它是以(1,0)为圆心,以12为半径的圆.圆的参数方程的应用[例2] 若x ,y 满足(x -1)2+(y +2)2=4,求2x +y 的最值.[思路点拨] (x -1)2+(y +2)2=4表示圆,可考虑利用圆的参数方程将求2x +y 的最值转化为求三角函数最值问题.[解] 令x -1=2cos θ,y +2=2sin θ,则有x =2cos θ+1,y =2sin θ-2,故2x +y =4cos θ+2+2sin θ-2. =4cos θ+2sin θ=25sin(θ+φ). ∴-25≤2x +y ≤2 5.即2x +y 的最大值为25,最小值为-2 5.圆的参数方程突出了工具性作用,应用时,把圆上的点的坐标设为参数方程形式,将问题转化为三角函数问题,利用三角函数知识解决问题.3.已知圆C ⎩⎪⎨⎪⎧x =cos θ,y =-1+sin θ与直线x +y +a =0有公共点,求实数a 的取值范围.解:法一:∵⎩⎪⎨⎪⎧x =cos θ,y =-1+sin θ消去θ,得x 2+(y +1)2=1.∴圆C 的圆心为(0,-1),半径为1. ∴圆心到直线的距离d =|0-1+a |2≤1.解得1-2≤a ≤1+ 2.法二:将圆C 的方程代入直线方程,得 cos θ-1+sin θ+a =0,即a =1-(sin θ+cos θ)=1-2sin(θ+π4).∵-1≤sin(θ+π4)≤1,∴1-2≤a ≤1+ 2.[对应学生用书P19]一、选择题1.圆的参数方程为:⎩⎪⎨⎪⎧x =2+2cos θ,y =2sin θ(θ为参数).则圆的圆心坐标为( )A .(0,2)B .(0,-2)C .(-2,0)D .(2,0)解析:将⎩⎪⎨⎪⎧x =2+2cos θ,y =2sin θ化为(x -2)2+y 2=4,其圆心坐标为(2,0).答案:D2.直线:x +y =1与曲线⎩⎪⎨⎪⎧x =2cos θ,y =2sin θ(θ为参数)的公共点有( )A .0个B .1个C .2个D .3个解析:将⎩⎪⎨⎪⎧x =2cos θ,y =2sin θ化为x 2+y 2=4,它表示以(0,0)为圆心,2为半径的圆,由于12=22<2=r ,故直线与圆相交,有两个公共点. 答案:C3.直线:3x -4y -9=0与圆:⎩⎪⎨⎪⎧x =2cos θy =2sin θ,(θ为参数)的位置关系是( )A .相切B .相离C .直线过圆心D .相交但直线不过圆心解析:圆心坐标为(0,0),半径为2,显然直线不过圆心,又圆心到直线距离d =95<2,故选D.答案:D4.P (x ,y )是曲线⎩⎪⎨⎪⎧x =2+cos α,y =sin α(α为参数)上任意一点,则(x -5)2+(y +4)2的最大值为( )A .36B .6C .26D .25解析:设P (2+cos α,sin α),代入得: (2+cos α-5)2+(sin α+4)2=25+sin 2α+cos 2α-6cos α+8sin α =26+10sin(α-φ).∴最大值为36. 答案:A 二、填空题5.x =1与圆x 2+y 2=4的交点坐标是________.解析:圆x 2+y 2=4的参数方程为⎩⎪⎨⎪⎧x =2cos θ,y =2sin θ,令2cos θ=1得cos θ=12,∴sin θ=±32.∴交点坐标为(1,3)和(1,-3). 答案:(1,3);(1,-3)6.参数方程⎩⎪⎨⎪⎧x =3cos φ+4sin φ,y =4cos φ-3sin φ表示的图形是________.解析:x 2+y 2=(3cos φ+4sin φ)2+(4cos φ-3sin φ)2=25.∴表示圆. 答案:圆7.设Q (x 1,y 1)是单位圆x 2+y 2=1上一个动点,则动点P (x 21-y 21,x 1y 1)的轨迹方程是________.解析:设x 1=cos θ,y 1=sin θ,P (x ,y ).则⎩⎪⎨⎪⎧x =x 21-y 21=cos 2θ,y =x 1y 1=12sin 2θ.即⎩⎪⎨⎪⎧x =cos 2θ,y =12sin 2θ,为所求.答案:⎩⎪⎨⎪⎧x =cos 2θy =12sin 2θ三、解答题8.P 是以原点为圆心,r =2的圆上的任意一点,Q (6,0),M 是PQ 中点 ①画图并写出⊙O 的参数方程;②当点P 在圆上运动时,求点M 的轨迹的参数方程. 解:①如图所示,⊙O 的参数方程⎩⎪⎨⎪⎧x =2cos θ,y =2sin θ.②设M (x ,y ),P (2cos θ,2sin θ), 因Q (6,0),∴M 的参数方程为⎩⎪⎨⎪⎧x =6+2cos θ2,y =2sin θ2,即⎩⎪⎨⎪⎧x =3+cos θ,y =sin θ.9.(新课标全国卷Ⅱ)在直角坐标系xOy 中,以坐标原点为极点,x 轴正半轴为极轴建立极坐标系,半圆C 的极坐标方程为ρ=2cos θ,θ∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤0,π2.(1)求C 的参数方程;(2)设点D 在C 上,C 在D 处的切线与直线l :y =3x +2垂直,根据(1)中你得到的参数方程,确定D 的坐标.解:(1)C 的普通方程为(x -1)2+y 2=1(0≤y ≤1).可得C 的参数方程为⎩⎪⎨⎪⎧x =1+cos t ,y =sin t (t 为参数,0≤t ≤π).(2)设D (1+cos t ,sin t ).由(1)知C 是以G (1,0)为圆心,1为半径的上半圆.因为C 在点D 处的切线与l 垂直,所以直线GD 与l 的斜率相同,tan t =3,t =π3.故D 的直角坐标为⎝ ⎛⎭⎪⎫1+cos π3,sin π3,即⎝ ⎛⎭⎪⎫32,32. 10.已知直线C 1:⎩⎪⎨⎪⎧x =1+t cos α,y =t sin α(t 为参数),圆C 2:⎩⎪⎨⎪⎧x =cos θ,y =sin θ(θ为参数).(1)当α=π3时,求C 1与C 2的交点坐标;(2)过坐标原点O 作C 1的垂线,垂足为A ,P 为OA 的中点.当α变化时,求P 点轨迹的参数方程,并指出它是什么曲线.解:(1)当α=π3时,C 1的普通方程为y =3(x -1),C 2的普通方程为x 2+y 2=1.联立方程组⎩⎨⎧y =3x -1,x 2+y 2=1,解得C 1与C 2的交点为(1,0),⎝ ⎛⎭⎪⎫12,-32.(2)C 1的普通方程为x sin α-y cos α-sin α=0.A 点坐标为(sin 2α,-cos αsin α),故当α变化时,P 点轨迹的参数方程为 ⎩⎪⎨⎪⎧x =12sin 2α,y =-12sin αcos α,(α为参数).P 点轨迹的普通方程为⎝⎛⎭⎪⎫x -142+y 2=116.故P 点轨迹是圆心为⎝ ⎛⎭⎪⎫14,0,半径为14的圆.。
高中数学 第二章 参数方程 第2节 第2课时 双曲线、抛物线的参数方程教学案 新人教A版选修4-4-
第2课时 双曲线、抛物线的参数方程[核心必知]1.双曲线的参数方程(1)中心在原点,焦点在x 轴上的双曲线x 2a 2-y 2b 2=1的参数方程是⎩⎪⎨⎪⎧x =a sec φ,y =b tan φ,规定参数φ的取值X 围为φ∈[0,2π)且φ≠π2,φ≠3π2.(2)中心在原点,焦点在y 轴上的双曲线y 2a 2-x 2b 2=1的参数方程是⎩⎪⎨⎪⎧x =b tan φ,y =a sec φ.2.抛物线的参数方程 (1)抛物线y2=2px 的参数方程为⎩⎪⎨⎪⎧x =2pt 2,y =2pt ,t ∈R .(2)参数t 的几何意义是抛物线上除顶点外的任意一点与原点连线的斜率的倒数.[问题思考]1.在双曲线的参数方程中,φ的几何意义是什么?提示:参数φ是点M 所对应的圆的半径OA 的旋转角(称为点M 的离心角),而不是OM 的旋转角.2.如何由双曲线的参数方程判断焦点的位置?提示:如果x 对应的参数形式是a sec φ,那么焦点在x 轴上; 如果y 对应的参数形式是a sec φ,那么焦点在y 轴上.3.假设抛物线的参数方程表示为⎩⎪⎨⎪⎧x =2p tan 2α,y =2ptan α.那么参数α的几何意义是什么?提示:参数α表示抛物线上除顶点外的任意一点M ,以射线OM 为终边的角.在双曲线x 2-y 2=1上求一点P ,使P 到直线y =x 的距离为 2.[精讲详析] 此题考查双曲线的参数方程的应用,解答此题需要先求出双曲线的参数方程,设出P 点的坐标,建立方程求解.设P 的坐标为(sec φ,tan φ),由P 到直线x -y =0的距离为2得|sec φ-tan φ|2=2得|1cos φ-sin φcos φ|=2,|1-sin φ|=2|cos φ| 平方得1-2sin φ+sin 2φ=4(1-sin 2φ), 即5sin 2φ-2sin φ-3=0. 解得sin φ=1或sin φ=-35.sin φ=1时,cos φ=0(舍去). sin φ=-35时,cos φ=±45.∴P 的坐标为(54,-34)或(-54,34).——————————————————参数方程是用一个参数表示曲线上点的横纵坐标的,因而曲线的参数方程具有消元的作用,利用它可以简化某些问题的求解过程,特别是涉及到最值、定值等问题的计算时,用参数方程可将代数问题转化为三角问题,然后利用三角知识处理.1.求证:等轴双曲线平行于实轴的弦为直径的圆过双曲线的顶点. 证明:设双曲线为x 2-y 2=a 2,取顶点A (a ,0),弦B ′B ∥Ox ,B (a sec α,a tan α),那么B ′(-a sec α,a tan α).∵k B ′A =a tan α-a sec α-a ,k BA =a tan αa sec α-a,∴k B ′A ·k BA =-1.∴以BB ′为直径的圆过双曲线的顶点.连接原点O 和抛物线2y =x 2上的动点M ,延长OM 到P 点,使|OM |=|MP |,求P 点的轨迹方程,并说明它是何曲线.[精讲详析] 此题考查抛物线的参数方程的求法及其应用.解答此题需要先求出抛物线的参数方程并表示出M 、P 的坐标,然后借助中点坐标公式求解.设M (x 、y )为抛物线上的动点,P (x 0,y 0)在抛物线的延长线上,且M 为线段OP 的中点,抛物线的参数方程为⎩⎪⎨⎪⎧x =2t ,y =2t 2,由中点坐标公式得⎩⎪⎨⎪⎧x 0=4t ,y 0=4t 2, 变形为y 0=14x 20,即x 2=4y .表示的为抛物线.——————————————————在求曲线的轨迹和研究曲线及方程的相关问题时,常根据需要引入一个中间变量即参数(将x ,y 表示成关于参数的函数),然后消去参数得普通方程.这种方法是参数法,而涉及曲线上的点的坐标时,可根据曲线的参数方程表示点的坐标2.抛物线C :⎩⎪⎨⎪⎧x =2t 2,y =2t (t 为参数),设O 为坐标原点,点M 在抛物线C 上,且点M 的纵坐标为2,求点M 到抛物线焦点的距离.解:由⎩⎪⎨⎪⎧x =2t 2,y =2t得y 2=2x ,即抛物线的标准方程为y 2=2x . 又∵M 点的纵坐标为2, ∴M 点的横坐标也为2. 即M (2,2).又∵抛物线的准线方程为x =-12.∴由抛物线的定义知|MF |=2-(-12)=2+12=52.即点M 到抛物线焦点的距离为52.如果椭圆右焦点和右顶点分别是双曲线⎩⎪⎨⎪⎧x =4sec θ,y =3tan θ(θ为参数)的右顶点和右焦点,求该椭圆上的点到双曲线渐近线的最大距离.[精讲详析] 此题考查椭圆及双曲线的参数方程,解答此题需要先将双曲线化为普通方程并求得渐近线方程,然后根据条件求出椭圆的参数方程求解即可.∵x 216-y 29=1,∴右焦点(5,0),右顶点(4,0).设椭圆x 2a 2+y 2b2=1,∴a =5,c =4,b =3.∴方程为x 225+y 29=1.设椭圆上一点P (5cos θ,3sin θ), 双曲线一渐近线为3x -4y =0,∴点P 到直线的距离d =|3×5cos θ-12sin θ|5=3|41sin 〔θ-φ〕|5(tan φ=54).∴d max =3415.——————————————————对于同一个方程,确定的参数不同, 所表示的曲线就不同,当题目条件中出现多个字母时,一定要注明什么是参数,什么是常量,这一点尤其重要.3.(某某高考)两曲线参数方程分别为⎩⎨⎧x =5cos θ,y =sin θ(0≤θ≤π)和⎩⎪⎨⎪⎧x =54t 2,y =t (t ∈R ),它们的交点坐标为______________.解析:由⎩⎨⎧x =5cos θ,y =sin θ(0≤θ≤π)得x 25+y 2=1(y ≥0),由⎩⎪⎨⎪⎧x =54t 2,y =t(t ∈R )得x =54y 2.联立方程可得⎩⎪⎨⎪⎧x 25+y 2=1,x =54y2那么5y 4+16y 2-16=0,解得y 2=45或y 2=-4(舍去),那么x =54y 2=1.又y ≥0,所以其交点坐标为(1,255).答案:(1,255)本课时的考点是双曲线或抛物线的参数方程与普通方程的互化.某某高考以抛物线的参数方程为载体考查抛物线定义的应用,属低档题.[考题印证](某某高考)抛物线的参数方程为⎩⎪⎨⎪⎧x =2pt 2,y =2pt ,(t 为参数),其中p >0,焦点为F ,准线为l .过抛物线上一点M 作l 的垂线,垂足为E .假设|EF |=|MF |,点M 的横坐标是3,那么p =________.[命题立意] 此题考查抛物线的参数方程与普通方程的互化及抛物线定义的应用. [解析] 由题意知,抛物线的普通方程为y 2=2px (p >0),焦点F (p 2,0),准线x =-p2,设准线与x 轴的交点为A .由抛物线定义可得|EM |=|MF |,所以△MEF 是正三角形,在Rt △EFA 中,|EF |=2|FA |,即3+p2=2p ,得p =2.答案:2一、选择题1.以下参数方程(t 为参数)与普通方程x 2-y =0表示同一曲线的方程是( )A.⎩⎪⎨⎪⎧x =|t |,y =tB.⎩⎪⎨⎪⎧x =cos t ,y =cos2tC.⎩⎪⎨⎪⎧x =tan t ,y =1+cos 2t 1-cos 2tD.⎩⎪⎨⎪⎧x =tan t ,y =1-cos 2t 1+cos 2t解析:选D 注意参数X 围,可利用排除法.普通方程x 2-y =0中的x ∈R ,y ≥0.A 中x =|t |≥0,B 中x =cos t ∈[-1,1],故排除A 和B.而C 中y =2cos 2t 2sin 2t =cot 2t =1tan 2t =1x 2,即x 2y =1,故排除C.2.以下双曲线中,与双曲线⎩⎨⎧x =3sec θ,y =tan θ(θ为参数)的离心率和渐近线都相同的是( )A.y 23-x 29=1B.y 23-x 29=-1C.y 23-x 2=1 D.y 23-x 2=-1 解析:选B 由x =3sec θ得,x 2=3cos 2θ=3〔sin 2θ+cos 2θ〕cos 2θ=3tan 2θ+3, 又∵y =tan θ,∴x 2=3y 2+3,即x 23-y 2=1.经验证可知,选项B 合适.3.过点M (2,4)且与抛物线⎩⎪⎨⎪⎧x =2t 2,y =4t 只有一个公共点的直线有( )条( )A .0B .1C .2D .3解析:选C 由⎩⎪⎨⎪⎧x =2t 2y =4t 得y 2=8x .∴点M (2,4)在抛物线上.∴过点M (2,4)与抛物线只有一个公共点的直线有2条.4.方程⎩⎪⎨⎪⎧x =2t-2-t,y =2t +2-t(t 为参数)表示的曲线是( ) A .双曲线 B .双曲线的上支 C .双曲线下支 D .圆解析:选B 将参数方程的两个等式两边分别平方,再相减,得:x 2-y 2=(2t -2-t )2-(2t +2-t )2=-4,即y 2-x 2=4.又注意到2t>0,2t+2-t≥22t ·2-t=2,即y ≥2. 可见与以上参数方程等价的普通方程为:y 2-x 2=4(y ≥2).显然它表示焦点在y 轴上,以原点为中心的双曲线的上支.二、填空题5.(某某高考)圆锥曲线⎩⎪⎨⎪⎧x =t 2,y =2t (t 为参数)的焦点坐标是________.解析:代入法消参,得到圆锥曲线的方程为y 2=4x ,那么焦点坐标为(1,0). 答案:(1,0)6.抛物线C :⎩⎪⎨⎪⎧x =2t 2,y =2t(t 为参数)设O 为坐标原点,点M 在C 上运动(点M 与O 不重合),P (x ,y )是线段OM 的中点,那么点P 的轨迹普通方程为________.解析:抛物线的普通方程为y 2=2x ,设点P (x ,y ),点M 为(x 1,y 1)(x 1≠0),那么x 1=2x ,y 1=2y .∵点M 在抛物线上,且点M 与O 不重合, ∴4y 2=4x ⇒y 2=x .(x ≠0) 答案:y 2=x (x ≠0)7.双曲线⎩⎨⎧x =23tan α,y =6sec α(α为参数)的两焦点坐标是________.解析:双曲线⎩⎨⎧x =23tan α,y =6sec α(α为参数)的标准方程为y 236-x 212=1,焦点在y 轴上,c 2=a 2+b 2=48. ∴焦点坐标为(0,±43). 答案:(0,±43)8.(某某高考)在平面直角坐标系xOy 中,曲线C 1和C 2的参数方程分别为⎩⎨⎧x =t ,y =t(t 为参数)和⎩⎨⎧x =2cos θ,y =2sin θ(θ为参数),那么曲线C 1与C 2的交点坐标为________.解析:由⎩⎨⎧x =t ,y = t ,得y =x ,又由⎩⎨⎧x =2cos θ,y =2sin θ,得x 2+y 2=2. 由⎩⎨⎧y =x ,x 2+y 2=2,得⎩⎪⎨⎪⎧x =1,y =1, 即曲线C 1与C 2的交点坐标为(1,1). 答案:(1,1) 三、解答题9.双曲线x 2a 2-y 2b 2=1(a >0,b >0),A 、B 是双曲线同支上相异两点,线段AB 的垂直平分线与x 轴相交于点P (x 0,0),求证:|x 0|>a 2+b 2a.证明:设A 、B 坐标分别为(a sec α,b tan α),(a sec β,b tan β),那么中点为M (a2(sec α+sec β),b2(tan α+tan β)),于是线段AB 中垂线方程为y -b2(tan α+tan β)=-a 〔sec α-sec β〕b 〔tan α-tan β〕[x -a2(sec α+sec β)].将P (x 0,0)代入上式,∴x 0=a 2+b 22a(sec α+sec β).∵A 、B 是双曲线同支上的不同两点, ∴|sec α+sec β|>2.∴|x 0|>a 2+b 2a.10.过点A (1,0)的直线l 与抛物线y 2=8x 交于M 、N 两点,求线段MN 的中点的轨迹方程.解:设抛物线的参数方程为⎩⎪⎨⎪⎧x =8t 2,y =8t (t 为参数),可设M (8t 21,8t 1),N (8t 22,8t 2), 那么k MN =8t 2-8t 18t 22-8t 21=1t 1+t 2. 又设MN 的中点为P (x ,y ),那么⎩⎪⎨⎪⎧x =8t 21+8t 222,y =8t 1+8t 22.∴kAP=4〔t 1+t 2〕4〔t 21+t 22〕-1. 由k MN =k AP 知t 1·t 2=-18,又⎩⎪⎨⎪⎧x =4〔t 21+t 22〕,y =4〔t 1+t 2〕, 那么y 2=16(t 21+t 22+2t 1t 2)=16(x 4-14)=4(x -1).∴所求轨迹方程为y 2=4(x -1).11.圆O 1:x 2+(y -2)2=1上一点P 与双曲线x 2-y 2=1上一点Q ,求P 、Q 两点距离的最小值.解:设Q (sec θ,tan θ),|O 1P |=1, 又|O 1Q |2=sec 2θ+(tan θ-2)2=(tan 2θ+1)+(tan 2θ-4tan θ+4) =2tan 2θ-4tan θ+5 =2(tan θ-1)2+3.当tan θ=1,即θ=π4时,|O 1Q |2取最小值3,此时有|O 1Q |min = 3. 又|PQ |≥|O 1Q |-|O 1P | ∴|PQ |min =3-1.。
高中数学第二章参数方程一1参数方程的概念教学案新人教A版选修
1.参数方程的概念[对应学生用书P15] 1.参数方程的概念在平面直角坐标系中,曲线上任一点的坐标x ,y 都是某个变数t (θ,φ,…)的函数:⎩⎪⎨⎪⎧x =f t y =g t①,并且对于每一个t 的允许值,方程组①所确定的点(x ,y )都在这条曲线上,那么方程组①就叫这条曲线的参数方程,t 叫做参数,相对于参数方程而言,直接给出坐标间关系的方程叫普通方程.2.参数的意义参数是联系变数x ,y 的桥梁,可以是有物理意义或几何意义的变数,也可以是没有明显实际意义的变数.[对应学生用书P15]参数方程表示的曲线上的点[例1]已知曲线C 的参数方程是⎩⎪⎨⎪⎧x =3t y =2t 2+1(t 为参数).(1)判断点M 1(0,1),M 2(5,4)与曲线C 的位置关系. (2)已知点M 3(6,a )在曲线C 上,求a 的值.[思路点拨]由参数方程的概念,只需判断对应于点的参数是否存在即可,若存在,说明点在曲线上,否则不在曲线上.[解](1)把点M 1的坐标(0,1)代入方程组,得:⎩⎪⎨⎪⎧0=3t ,1=2t 2+1.解得:t =0.∴点M 1在曲线C 上. 同理:可知点M 2不在曲线C 上.(2)∵点M 3(6,a )在曲线C 上,∴⎩⎪⎨⎪⎧6=3t ,a =2t 2+1.解得:t =2,a =9. ∴a =9.参数方程是曲线方程的另一种表达形式,点与曲线位置关系的判断,与平面直角坐标方程下的判断方法是一致的.1.已知点M (2,-2)在曲线C :⎩⎪⎨⎪⎧x =t +1t ,y =-2(t 为参数)上,则其对应的参数t 的值为________.解析:由t +1t=2知t =1.答案:12.已知某条曲线C 的参数方程为⎩⎪⎨⎪⎧x =1+2t ,y =at 2(其中t 为参数,a ∈R ).点M (5,4)在该曲线上,求常数a .解:∵点M (5,4)在曲线C 上,∴⎩⎪⎨⎪⎧5=1+2t ,4=at 2,解得:⎩⎪⎨⎪⎧t =2,a =1.∴a 的值为1.求曲线的参数方程 [例2]如图,△ABP 是等腰直角三角形,∠B 是直角,腰长为a ,顶点B 、A 分别在x 轴、y 轴上滑动,求点P 在第一象限的轨迹的参数方程.[思路点拨]此类问题关键是参数的选取.本例中由于A 、B 的滑动而引起点P 的运动,故可以OB 的长为参数,或以角为参数,不妨取BP 与x 轴正向夹角为参数来求解.[解]法一:设P 点的坐标为(x ,y ),过P 点作x 轴的垂线交x 轴于Q .如图所示,则 Rt △OAB ≌Rt △QBP .取OB =t ,t 为参数(0<t <a ). ∵|OA |=a 2-t 2, ∴|BQ |=a 2-t 2.∴点P 在第一象限的轨迹的参数方程为⎩⎨⎧x =t +a 2-t 2,y =t ,(0<t <a ).法二:设点P 的坐标为(x ,y ),过点P 作x 轴的垂线交x 轴于点Q ,如图所示.取∠QBP =θ,θ为参数⎝⎛⎭⎪⎫0<θ<π2,则∠ABO =π2-θ.在Rt △OAB 中, |OB |=a cos ⎝⎛⎭⎪⎫π2-θ=a sin θ.在Rt △QBP 中,|BQ |=a cos θ,|PQ |=a sin θ. ∴点P 在第一象限的轨迹的参数方程为⎩⎪⎨⎪⎧x =a sin θ+cos θ,y =a sin θ.⎝⎛⎭⎪⎫θ为参数,0<θ<π2.求曲线参数方程的主要步骤第一步,画出轨迹草图,设M (x ,y )是轨迹上任意一点的坐标.画图时要注意根据几何条件选择点的位置,以利于发现变量之间的关系.第二步,选择适当的参数.参数的选择要考虑以下两点:一是曲线上每一点的坐标x ,y 与参数的关系比较明显,容易列出方程;二是x ,y 的值可以由参数唯一确定.例如,在研究运动问题时,通常选时间为参数;在研究旋转问题时,通常选旋转角为参数.此外,离某一定点的“有向距离”、直线的倾斜角、斜率、截距等也常常被选为参数.第三步,根据已知条件、图形的几何性质、问题的物理意义等,建立点的坐标与参数的函数关系式,证明可以省略.3.设质点沿以原点为圆心,半径为2的圆作匀角速度运动,角速度为π60 rad/s ,试以时间t 为参数,建立质点运动轨迹的参数方程.解:如图,运动开始时质点位于点A 处,此时t =0,设动点M (x ,y )对应时刻t ,由图可知:⎩⎪⎨⎪⎧x =2cos θ,y =2sin θ,又θ=π60·t ,故参数方程为:⎩⎪⎨⎪⎧x =2cos π60t ,y =2sin π60t .[对应学生用书P16]一、选择题1.下列方程可以作为x 轴的参数方程是()A.⎩⎪⎨⎪⎧x =t 2+1y =0B.⎩⎪⎨⎪⎧x =0y =3t +1C.⎩⎪⎨⎪⎧x =1+sin θy =0D.⎩⎪⎨⎪⎧x =4t +1y =0解析:x 轴上的点横坐标可取任意实数,纵坐标为0. 答案:D2.若点P (4,a )在曲线⎩⎪⎨⎪⎧x =t 2,y =2t(t 为参数)上,则a 等于()A .4B .4 2C .8D .1解析:根据题意,将点P 坐标代入曲线方程中得⎩⎪⎨⎪⎧4=t 2,a =2t⇒⎩⎨⎧t =8,a =4 2.答案:B3.在方程⎩⎪⎨⎪⎧x =sin θ,y =cos 2θ(θ为参数)所表示的曲线上的一点的坐标为()A .(2,-7)B .(13,23)C .(12,12)D .(1,0)解析:将点的坐标代入参数方程,若能求出θ,则点在曲线上,经检验,知C 满足条件.答案:C4.由方程x 2+y 2-4tx -2ty +3t 2-4=0(t 为参数)所表示的一族圆的圆心的轨迹方程为()A.⎩⎪⎨⎪⎧ x =2t y =tB.⎩⎪⎨⎪⎧ x =-2t y =tC.⎩⎪⎨⎪⎧ x =2t y =-tD.⎩⎪⎨⎪⎧x =-2t y =-t解析:设(x ,y )为所求轨迹上任一点. 由x 2+y 2-4tx -2ty +3t 2-4=0得: (x -2t )2+(y -t )2=4+2t 2.∴⎩⎪⎨⎪⎧x =2t y =t.答案:A 二、填空题 5.已知曲线⎩⎪⎨⎪⎧x =2sin θ+1,y =sin θ+3(θ为参数,0≤θ<2π).下列各点A (1,3),B (2,2),C (-3,5),其中在曲线上的点是________.解析:将A 点坐标代入方程得:θ=0或π,将B 、C 点坐标代入方程,方程无解,故A 点在曲线上.答案:A (1,3)6.下列各参数方程与方程xy =1表示相同曲线的序号是________.①⎩⎪⎨⎪⎧x =t 2y =-t 2;②⎩⎪⎨⎪⎧x =sin ty =csc t ;③⎩⎪⎨⎪⎧x =cos ty =sec t ;④⎩⎪⎨⎪⎧x =tan ty =cot t .解析:普通方程中,x ,y 均为不等于0的实数,而①②③中x 的取值依次为:[0,+∞),[-1,1],[-1,1],故①②③均不正确,而④中,x ∈R ,y ∈R ,且xy =1,故④正确.答案:④7.动点M 作匀速直线运动,它在x 轴和y 轴方向的分速度分别为9和12,运动开始时,点M 位于A (1,1),则点M 的参数方程为________________________.解析:设M (x ,y ),则在x 轴上的位移为:x =1+9t , 在y 轴上的位移为y =1+12t .∴参数方程为:⎩⎪⎨⎪⎧x =1+9t ,y =1+12t ..答案:⎩⎪⎨⎪⎧x =1+9ty =1+12t三、解答题8.已知动圆x 2+y 2-2ax cos θ-2by sin θ=0(a ,b 是正常数,且a ≠b ,θ为参数),求圆心的轨迹方程.解:设P (x ,y )为所求轨迹上任一点. 由x 2+y 2-2ax cos θ-2by sin θ=0得:(x -a cos θ)2+(y -b sin θ)2=a 2cos 2θ+b 2sin 2θ∴⎩⎪⎨⎪⎧x =a cos θ,y =b sin θ.这就是所求的轨迹方程.9.如图所示,OA 是圆C 的直径,且OA =2a ,射线OB 与圆交于Q 点,和经过A 点的切线交于B 点,作PQ ⊥OA ,PB ∥OA ,试求点P 的轨迹方程.解:设P (x ,y )是轨迹上任意一点,取∠DOQ =θ, 由PQ ⊥OA ,PB ∥OA ,得x =OD =OQ cos θ=OA cos 2θ=2a cos 2θ, y =AB =OA tan θ=2a tan θ.所以P 点轨迹的参数方程为⎩⎪⎨⎪⎧x =2a cos 2θ,y =2a tan θ,θ∈⎝⎛⎭⎪⎫-π2,π2.10.试确定过M (0,1)作椭圆x 2+y 24=1的弦的中点的轨迹方程.解:设过M (0,1)的弦所在的直线方程为y =kx +1,其与椭圆的交点为(x 1,y 1)和(x 2,y 2).设中点P (x ,y ),则有:x =x 1+x 22,y =y 1+y 22.由⎩⎪⎨⎪⎧y =kx +1,x 2+y 24=1得:(k 2+4)y 2-8y +4-4k 2=0.∴x 1+x 2=-2k k 2+4,y 1+y 2=8k 2+4. ∴⎩⎪⎨⎪⎧x =-k k 2+4,y =4k 2+4.这就是以动弦斜率k 为参数的动弦中点的轨迹方程.。
高中第二章《参数方程》教案新人教A版选修
高中数学:第二章《参数方程》教案(新人教A版选修4-4)参数方程目标点击:1.理解参数方程的概念,了解某些参数的几何意义和物理意义;2.熟悉参数方程与普通方程之间的联系和区别,掌握他们的互化法则;3.会选择最常见的参数,建立最简单的参数方程,能够根据条件求出直线、圆锥曲线等常用曲线的一些参数方程并了解其参数的几何意义;4.灵活运用常见曲线的参数方程解决有关的问题.基础知识点击:1、曲线的参数方程在取定的坐标系中,如果曲线上任意一点的坐标x,y都是某个变数t的函数, (1) 并且对于t的每一个允许值,由方程组(1)所确定的点M(x,y)都在这条曲线上,那么方程组(1)叫做这条曲线的参数方程.联系x、y之间关系的变数叫做参变数,简称参数.2、求曲线的参数方程求曲线参数方程一般程序:(1)设点:建立适当的直角坐标系,用(x,y)表示曲线上任意一点M的坐标;(2)选参:选择合适的参数;(3)表示:依据题设、参数的几何或物理意义,建立参数与x,y的关系式,并由此分别解出用参数表示的x、y的表达式.(4)结论:用参数方程的形式表示曲线的方程3、曲线的普通方程相对与参数方程来说,把直接确定曲线C上任一点的坐标(x,y)的方程F(x,y)=0叫做曲线C的普通方程.4、参数方程的几个基本问题(1) 消去参数,把参数方程化为普通方程.(2) 由普通方程化为参数方程.(3) 利用参数求点的轨迹方程.(4) 常见曲线的参数方程.5、几种常见曲线的参数方程1.直线的参数方程(ⅰ)过点P0(),倾斜角为的直线的参数方程是(t为参数)t的几何意义:t表示有向线段的数量,P()为直线上任意一点.(ⅱ)过点P0(),斜率为的直线的参数方程是(t为参数)(2)圆的参数方程(ⅰ)圆的参数方程为(为参数)的几何意义为"圆心角" (ⅱ)圆的参数方程是(为参数)的几何意义为"圆心角"(3)椭圆的参数方程(ⅰ)椭圆 () 的参数方程为(为参数)(ⅱ)椭圆 ()的参数方程是(为参数)的几何意义为"离心角"(4)双曲线的参数方程(ⅰ)双曲线的参数方程为(为参数)(ⅱ)双曲线的参数方程是(为参数)的几何意义为"离心角"5.抛物线的参数方程(p0) 的参数方程为(t为参数)其中t的几何意义是抛物线上的点与原点连线的斜率的倒数(顶点除外).考点简析:参数方程属每年高考的必考内容,主要考查基础知识、基本技能,从两个方面考查(1)参数方程与普通方程的互化与等价性判定;(2)参数方程所表示的曲线的性质. 题型一般为选择题、填空题.高考试题库。
2017-2018学年高中数学 第二章 圆锥曲线与方程 2.1 椭圆教学案 新人教A版选修1-1
2.1 椭圆第1课时椭圆及其标准方程[核心必知]1.预习教材,问题导入根据以下提纲,预习教材P32~P36的内容,回答下列问题.(1)阅读教材P32“探究”的内容,思考下列问题:①移动笔尖,画出的轨迹是什么图形?提示:椭圆.②笔尖在移动的过程中,笔尖到两个定点F1和F2的距离之和是一个定值吗?提示:是.其距离之和始终等于线段的长度.(2)观察教材P33-图2.1-2.设M(x,y),F1(-c,0),F2(c,0),且|MF1|+|MF2|=2a(a>c),则M点的轨迹方程是什么?提示:.且|MF1|+|MF2|=2a(a>c),提示:.[问题思考](1)定义中,将“大于|F1F2|”改为“等于|F1F2|”或“小于|F1F2|”的常数,其他条件不变,点的轨迹是什么?提示:当距离之和等于|F1F2|时,动点的轨迹就是线段讲一讲1.已知椭圆x 2a 2+y 2b2=1(a >b >0),F 1,F 2是它的焦点.过F 1的直线AB 与椭圆交于A 、B 两点,求△ABF 2的周长.[尝试解答] ∵|AF 1|+|AF 2|=2a ,|BF 1|+|BF 2|=2a ,又∵△ABF 2的周长=|AB |+|BF 2|+|AF 2|=|AF 1|+|BF 1|+|AF 2|+|BF 2|=4a , ∴△ABF 2的周长为4a .由椭圆的定义可知,点的集合P ={M ||MF 1|+|MF 2|=2a }(其中|F 1F 2|=2c )表示的轨迹有三种情况:当a >c 时,集合P 为椭圆;当a =c 时,集合P 为线段F 1F 2;当a <c 时,集合P 为空集.在利用椭圆的定义判断有关点的轨迹问题时一定要注意所给常数与已知两定点之间距离的大小关系.因为椭圆上的点与两个焦点构成一个三角形,所以可联系三角形两边之和大于第三边来帮助记忆.练一练1.已知命题甲:动点P 到两定点A ,B 的距离之和|PA |+|PB |=2a ,其中a 为大于0的常数;命题乙:P 点轨迹是椭圆,则命题甲是命题乙的( )A .充分不必要条件B .必要不充分条件C .充要条件D .既不充分也不必要条件解析:选B 若点P 的轨迹是椭圆,则一定有|PA |+|PB |=2a (a >0,为常数). 所以甲是乙的必要条件.反过来,若|PA |+|PB |=2a (a >0,为常数),当2a >|AB |时,点P 的轨迹是椭圆;当2a =|AB |时,点P 的轨迹是线段AB ;当2a <|AB |时,点P 的轨迹不存在,所以甲不是乙的充分条件.综上可知,甲是乙的必要不充分条件.2.已知定点F 1,F 2,且|F 1F 2|=8,动点P 满足|PF 1|+|PF 2|=8,则动点P 的轨迹是( ) A .椭圆 B .圆 C .直线 D .线段解析:选D 因为|PF 1|+|PF 2|=|F 1F 2|,所以动点P 的轨迹是线段F 1F 2.讲一讲2.(1)已知椭圆的两个焦点坐标分别是(-2,0),(2,0),并且经过点⎝ ⎛⎭⎪⎫52,-32,求它的标准方程;(2)若椭圆经过两点(2,0)和(0,1),求椭圆的标准方程.[尝试解答] (1)法一:∵椭圆的焦点在x 轴上,∴设它的标准方程为x 2a 2+y 2b2=1(a >b >0).由椭圆的定义知 2a =⎝ ⎛⎭⎪⎫52+22+⎝ ⎛⎭⎪⎫-322+ ⎝ ⎛⎭⎪⎫52-22+⎝ ⎛⎭⎪⎫-322=210,∴a =10.又∵c =2,∴b 2=a 2-c 2=10-4=6. ∴所求椭圆的标准方程为x 210+y 26=1.法二:设标准方程为x 2a 2+y 2b2=1(a >b >0).依题意得⎩⎪⎨⎪⎧254a 2+94b 2=1,a 2-b 2=4,解得⎩⎪⎨⎪⎧a 2=10,b 2=6.∴所求椭圆的标准方程为x 210+y 26=1. (2)法一:当椭圆的焦点在x 轴上时,设所求椭圆的方程为x 2a 2+y 2b2=1(a >b >0).∵椭圆经过两点(2,0),(0,1), ⎪⎧42+02=1;b >0).∴⎩⎪⎨⎪⎧a 2+b 2=1a 2+0b2=1,则⎩⎪⎨⎪⎧a =1,b =2.与a >b 矛盾,故舍去.综上可知,所求椭圆的标准方程为x 24+y 2=1.法二:设椭圆方程为mx 2+ny 2=1(m >0,n >0,m ≠n ). ∵椭圆过(2,0)和(0,1)两点,∴⎩⎪⎨⎪⎧4m =1,n =1, ∴⎩⎪⎨⎪⎧m =14,n =1.综上可知,所求椭圆的标准方程为x 24+y 2=1.求椭圆的标准方程时,要“先定型,再定量”,即要先判断焦点位置,再用待定系数法设出适合题意的椭圆的标准方程,最后由条件确定待定系数即可.当所求椭圆的焦点位置不能确定时,应按焦点在x 轴上和焦点在y 轴上进行分类讨论,但要注意a >b >0这一条件.当已知椭圆经过两点,求椭圆的标准方程时,把椭圆的方程设成mx 2+ny 2=1(m >0,n >0,m ≠n )的形式有两个优点:①列出的方程组中分母不含字母;②不用讨论焦点所在的坐标轴,从而简化求解过程.练一练3.求适合下列条件的椭圆的标准方程:(1)两个焦点坐标分别是(-3,0),(3,0),椭圆经过点(5,0);(2)两个焦点坐标分别是(0,5),(0,-5),椭圆上一点P 到两焦点的距离之和为26.解:(1)因为椭圆的焦点在x 轴上,所以设它的标准方程为x 2a 2+y 2b2=1(a >b >0).因为2a =(5+3)2+02+(5-3)2+02=10,2c =6, 所以a =5,c =3,所以b 2=a 2-c 2=52-32=16. 所以所求椭圆的标准方程为x 225+y 216=1. (2)因为椭圆的焦点在y 轴上,所以设它的标准方程为y 2a 2+x 2b2=1(a >b >0).因为2a =26,2c =10, 所以a =13,c =5. 所以b 2=a 2-c 2=144. 所以所求椭圆的标准方程为y 2169+x 2144=1.讲一讲3.已知圆M :(x +1)2+y 2=1,圆N :(x -1)2+y 2=9,动圆P 与圆M 外切并且与圆N内切,圆心P 的轨迹为曲线C .求C 的方程.[尝试解答] 由已知得圆M 的圆心为M (-1,0),半径r 1=1;圆N 的圆心为N (1,0),半径r 2=3.设圆P 的圆心为P (x ,y ),半径为R .动圆P 与圆M 外切并且与圆 N 内切,所以|PM |+|PN |=(R +r 1)+(r 2-R )=r 1+r 2=4.由椭圆定义可知,曲线C 是以M 、N 为左、右焦点,长半轴长为2,短半轴长为 3的椭圆(左顶点除外),其方程为x 24+y 23=1(x ≠-2).解决与椭圆有关的轨迹问题的两种方法(1)定义法:用定义法求椭圆方程的思路是:先观察、分析已知条件,看所求动点轨迹是否符合椭圆的定义.若符合椭圆的定义,则用待定系数法求解即可.(2)相关点法:有些问题中的动点轨迹是由另一动点按照某种规律运动而形成的,只要把所求动点的坐标“转移”到另一个动点在运动中所遵循的条件中去,即可解决问题,这种方法称为相关点法.练一练4.如图,圆C :(x +1)2+y 2=16及点A (1,0),Q 为圆上一点,AQ 的垂直平分线交CQ 于M ,求点M 的轨迹方程.解:由垂直平分线性质可知|MQ |=|MA |,∴|CM |+|MA |=|CM |+|MQ |=|CQ |. ∴|CM |+|MA |=4.又|AC |=2, ∴M 点的轨迹为椭圆.由椭圆的定义知,a =2,c =1,∴b 2=a 2-c 2=3. ∴所求轨迹方程为x 24+y 23=1.讲一讲4.如图所示,P 是椭圆x 24+y 23=1上的一点,F 1,F 2为椭圆的左、右焦点,且∠PF 1F 2=120°,求△PF 1F 2的面积.[思考点拨] 由余弦定理结合椭圆的定义求出|PF 1|,再代入三角形的面积公式求解. [尝试解答] 由已知a =2,b =3, 得c =a 2-b 2=4-3=1,|F 1F 2|=2c =2. 在△PF 1F 2中,由余弦定理,得|PF 2|2=|PF 1|2+|F 1F 2|2-2|PF 1||F 1F 2|·cos 120°, 即|PF 2|2=|PF 1|2+4+2|PF 1|, ① 由椭圆定义,得|PF 1|+|PF 2|=4, 即|PF 2|=4-|PF 1|. ② ②代入①解得|PF 1|=65.∴S △PF 1F 2=12|PF 1|·|F 1F 2|·sin 120°=12×65×2×32=335.即△PF 1F 2的面积是335.对于椭圆上一点P 与椭圆的两焦点F 1,F 2构成的△F 1PF 2,求其三角形的面积时注意整体思想的应用,如已知∠F 1PF 2,可利用S =12ab sin C 把|PF 1|·|PF 2|看成一个整体,运用公式|PF 1|2+|PF 2|2=(|PF 1|+|PF 2|)2-2|PF 1|·|PF 2|及余弦定理求出|PF 1|·|PF 2|,而无需单独求出|PF 1|和|PF 2|,这样可以减少运算量.练一练5.将本讲中“∠PF 1F 2=120°”改为“∠F 1PF 2=60°”,求△PF 1F 2的面积. 解:由已知a =2,b =3, 得c =a 2-b 2=4-3=1. ∴|F 1F 2|=2c =2,在△PF 1F 2中,|F 1F 2|2=|PF 1|2+|PF 2|2-2|PF 1||PF 2|·cos 60°,即4=(|PF 1|+|PF 2|)2-2|PF 1||PF 2|-2|PF 1|·|PF 2|cos 60°. ∴4=16-3|PF 1||PF 2|. ∴|PF 1||PF 2|=4.∴S △PF 1F 2=12|PF 1||PF 2|·sin 60°=12×4×32= 3. ——————————————[课堂归纳·感悟提升]———————————————1.本节课的重点是椭圆的定义、标准方程的求法,以及与椭圆焦点有关的三角形问题. 2.对椭圆定义的理解易忽视“2a >2c ”这一条件,是本节课的易错点. 平面内到两定点F 1,F 2的距离之和为常数,即|MF 1|+|MF 2|=2a , 当2a >|F 1F 2|时,轨迹是椭圆;当2a =|F 1F 2|时,轨迹是一条线段F 1F 2; 当2a <|F 1F 2|时,轨迹不存在. 3.本节课要重点掌握的规律方法 (1)椭圆标准方程的求法,见讲2. (2)与椭圆有关的轨迹问题的求法,见讲3. (3)与椭圆焦点有关的三角形问题,见讲4.[即时达标对点练]x 轴上的椭圆,则实数k 的取值范围是( )⎩⎪k -4>10-k ,解得7<k <10.2.已知椭圆 x 2a 2+y 22=1的一个焦点为(2,0),则椭圆的方程是( )A.x 24+y 22=1B.x 23+y 22=1 C .x 2+y 22=1 D.x 26+y 22=1解析:选D 由题意知,椭圆焦点在x 轴上,且c =2,∴a 2=2+4=6,因此椭圆方程为x 26+y 22=1,故选D.3.椭圆9x 2+16y 2=144的焦点坐标为________. 解析:椭圆的标准方程为x 216+y 29=1,∴a 2=16,b 2=9,c 2=7,且焦点在x 轴上, ∴焦点坐标为(-7,0),(7,0). 答案:(-7,0),(7,0)4.已知椭圆的中心在原点,一个焦点为(0,-23)且a =2b ,则椭圆的标准方程为________.解析:∵c =23,a 2=4b 2,∴a 2-b 2=3b 2=c 2=12,b 2=4,a 2=16.又∵焦点在y 轴上,∴标准方程为y 216+x 24=1.答案:y 216+x 24=1题组2 与椭圆有关的轨迹问题5.已知圆x 2+y 2=1,从这个圆上任意一点P 向y 轴作垂线,垂足为P ′,则PP ′的中点M 的轨迹方程是( )A .4x 2+y 2=1 B .x 2+y 214=1C.x 24+y 2=1 D .x 2+y 24=1 解析:选A 设点M 的坐标为(x ,y ),点P 的坐标为(x 0,y 0),则x =x 02,y =y 0.∵P (x 0,y 0)在圆x 2+y 2=1上, ∴x 20+y 20=1. ①将x 0=2x ,y 0=y 代入方程①,得4x 2+y 2=1.6.已知B ,C 是两个定点,|BC |=8,且△ABC 的周长等于18,求这个三角形的顶点A 的轨迹方程.解:以过B ,C 两点的直线为x 轴,线段BC 的垂直平分线为y 轴,建立直角坐标系xOy ,如图所示.由|BC |=8,可知点B (-4,0),C (4,0).由|AB |+|AC |+|BC |=18,|BC |=8,得|AB |+|AC |=10.因此,点A 的轨迹是以B ,C 为焦点的椭圆,这个椭圆上的点与两焦点的距离之和2a =10,c =4.但点A 不在x 轴上.由a =5,c =4,得b 2=a 2-c 2=25-16=9.所以点A 的轨迹方程为x 225+y 29=1(y ≠0).题组3 椭圆的定义及焦点三角形问题7.椭圆的两焦点为F 1(-4,0)、F 2(4,0),点P 在椭圆上,若△PF 1F 2的面积最大为12,则椭圆方程为________.解析:如图,当P 在y 轴上时△PF 1F 2面积最大,∴12×8b =12,∴b =3, 又∵c =4,∴a 2=b 2+c 2=25.ABC 的顶点A (-4,0)和C (4,0),顶点B 在椭圆. =5,b =3,∴c =4,即点A (-4,0)和C (4,0)是椭又点B 在椭圆上,∴|BA |+|BC |=2a =10,且|AC |=8.于是,在△ABC 中,由正弦定理,得sin A +sin C sin B =|BC |+|BA ||AC |=54.答案:549.已知椭圆的焦点在x 轴上,且焦距为4,P 为椭圆上一点,且|F 1F 2|是|PF 1|和|PF 2|的等差中项.(1)求椭圆的方程;(2)若△PF 1F 2的面积为23,求点P 坐标. 解:(1)由题意知,2c =4,c =2, |PF 1|+|PF 2|=2|F 1F 2|=8, 即2a =8,∴a =4. ∴b 2=a 2-c 2=16-4=12. ∵椭圆的焦点在x 轴上, ∴椭圆的方程为x 216+y 212=1.(2)设点P 坐标为(x 0,y 0), 依题意知,12|F 1F 2||y 0|=23,∴|y 0|=3,y 0=± 3.代入椭圆方程x 2016+y 2012=1,得x 0=±23,∴点P 坐标为(23,3)或(23,-3)或(-23,3)或(-23,-3).[能力提升综合练]1.设定点F 1(0,-3),F 2(0,3),动点P 满足条件|PF 1|+|PF 2|=a +9a(a >0),则点P的轨迹是( )A .椭圆B .线段C .不存在D .椭圆或线段 解析:选D ∵a +9a≥2a ·9a=6, 当且仅当a =9a,即a =3时取等号,∴当a =3时,|PF 1|+|PF 2|=6=|F 1F 2|, 点P 的轨迹是线段F 1F 2;当a >0,且a ≠3时,|PF 1|+|PF 2|>6=|F 1F 2|,点P 的轨迹是椭圆.2.椭圆x 24+y 2=1的两个焦点为F 1,F 2,过F 1作x 轴的垂线与椭圆相交,一个交点为P ,则△PF 1F 2的面积等于( )A.32B. 3C.72D .4解析:选A 如图所示,由定义可知,|PF 1|+|PF 2|=2a =4,c =a 2-b 2=3,又由PF 1⊥F 1F 2,可设点P 的坐标为(-3,y 0),代入x 24+y 2=1,得|y 0|=12,即|PF 1|=12,所以S △PF 1F 2=12|PF 1|·|F 1F 2|=32. 3.已知P 为椭圆C 上一点,F 1,F 2为椭圆的焦点,且|F 1F 2|=23,若|PF 1|与|PF 2|的等差中项为|F 1F 2|,则椭圆C 的标准方程为( )A.x 212+y 29=1 B.x 212+y 29=1或 x 29+y 212=1 C.x 29+y 212=1 D.x 248+y 245=1或 x 245+y 248=1 c = 3. +y 212=1.C 上满足的点P 的个数解析:选B ∵,∴PF 1⊥PF 2.∴点P 为以线段F 1F 2为直径的圆与椭圆的交点,且此圆的半径为c =8-4=2. ∵b =2,∴点P 为该椭圆y 轴的两个端点.5.F 1,F 2分别为椭圆x 2a 2+y 2b2=1(a >b >0)的左、右焦点,点P 在椭圆上,△POF 2是面积为3的正三角形,则b 2的值是________.解析:∵|OF 2|=c ,∴由已知得3c24=3,∴c 2=4,c =2.设点P 的坐标为(x 0,y 0),由△POF 2为正三角形, ∴|x 0|=1,|y 0|=3,代入椭圆方程得1a 2+3b2=1.∵a 2=b 2+4,∴b 2+3(b 2+4)=b 2(b 2+4), 即b 4=12,∴b 2=2 3. 答案:2 36.椭圆x 225+y 29=1上的一点M 到左焦点F 1的距离为2,N 是MF 1的中点,则|ON |等于________.解析:如图,设椭圆的右焦点为F 2,则由|MF 1|+|MF 2|=10,知|MF 2|=10-2=8.又因为点O 为F 1F 2的中点,点N 为MF 1的中点, 所以|ON |=12|MF 2|=4.答案:47.已知椭圆的中心在原点,两焦点F 1,F 2在x 轴上,且过点A (-4,3).若F 1A ⊥F 2A ,求椭圆的标准方程.解:设所求椭圆的标准方程为x 2a 2+y 2b2=1(a >b >0).设焦点F 1(-c ,0),F 2(c ,0)(c >0). ∵F 1A ⊥F 2A ,∴(-4+c )·(-4-c )+32=0, ∴c 2=25,即c =5. 即F 1(-5,0),F 2(5,0). 则2a =|AF 1|+|AF 2|=(-4+5)2+32+(-4-5)2+32=10+90=410. ∴a =210,∴b 2=a 2-c 2=(210)2-52=15. 故所求椭圆的标准方程为x 240+y 215=1.8.已知P 是椭圆x 24+y 2=1上的一点,F 1,F 2是椭圆的两个焦点.(1)当∠F 1PF 2=60°时,求△F 1PF 2的面积; (2)当∠F 1PF 2为钝角时,求点P 横坐标的取值范围.解:(1)由椭圆的定义,得|PF 1|+|PF 2|=4且F 1(-3,0),F 2(3,0).①在△F 1PF 2中,由余弦定理,得|F 1F 2|2=|PF 1|2+|PF 2|2-2|PF 1|·|PF 2|cos 60°.② 由①②得|PF 1|·|PF 2|=43.所以S △PF 1F 2=12|PF 1||PF 2|·sin (2)设点P (x ,y ),由已知∠F 1PF 2y )<0.⎭⎪⎫,263.椭圆的简单几何性质[核心必知]1.预习教材,问题导入根据以下提纲,预习教材P 37~P 40“探究”的内容,回答下列问题. 观察教材P 38-图2.1-7,思考以下问题:(1)椭圆x 2a 2+y 2b2=1(a >b >0)中x ,y 的取值范围各是什么?提示:-a ≤x ≤a ,-b ≤y ≤b .(2)椭圆x 2a 2+y 2b2=1(a >b >0)的对称轴和对称中心各是什么?提示:对称轴为x 轴和y 轴,对称中心为坐标原点(0,0).(3)椭圆x 2a 2+y 2b2=1(a >b >0)与坐标轴的交点坐标是什么?提示:与x 轴的交点坐标为(±a ,0),与y 轴的交点坐标为(0,±b ). (4)椭圆的长轴和短轴分别对应图中的哪些线段? 提示:长轴为A 1A 2,短轴为B 1B 2.(5)椭圆的离心率是什么?用什么符号表示?其取值范围是什么? 提示:离心率e =c a;0<e <1.(6)如果保持椭圆的长半轴长a 不变,改变椭圆的短半轴长b 的值,你发现b 的变化与椭圆的扁圆程度有什么关系?提示:b 越大,椭圆越圆;b 越小,椭圆越扁. (7)根据离心率的定义及椭圆中a ,b ,c 的关系可知,e =c a =c 2a 2=a 2-b 2a 2=1-⎝ ⎛⎭⎪⎫b a 2,所以e 越接近于1,则c 越接近于a ,从而b =a 2-c 2就越小;e 越接近于0,则c 越接近于0,从而b 越接近于a .那么e 的大小与椭圆的扁圆程度有什么关系?提示:e 越大,椭圆越扁;e 越小,椭圆越圆. 2.归纳总结,核心必记 椭圆的简单几何性质续表(1) (2)[课前反思]椭圆的几何性质:;(2)椭圆的离心率与椭圆的扁圆程度的关系是: .讲一讲1.求椭圆4x 2+9y 2=36的长轴长和焦距、焦点坐标、顶点坐标和离心率. [尝试解答] 将椭圆方程变形为x 29+y 24=1,∴a =3,b =2.∴c =a 2-b 2=9-4= 5. ∴椭圆的长轴长和焦距分别为2a =6,2c =25, 焦点坐标为F 1(-5,0),F 2(5,0),顶点坐标为A 1(-3,0),A 2(3,0),B 1(0,-2),B 2(0,2),离心率e =c a =53.解决此类问题的方法是将所给方程先化为标准形式,然后根据方程判断出椭圆的焦点在哪个坐标轴上,再利用a ,b ,c 之间的关系和定义,求椭圆的基本量.练一练1.求椭圆m 2x 2+4m 2y 2=1(m >0)的长轴长、短轴长、焦点坐标、顶点坐标和离心率. 解:椭圆的方程m 2x 2+4m 2y 2=1(m >0), 可转化为x 21m 2+y 214m 2=1.∵m 2<4m 2, ∴1m 2>14m2, ∴椭圆的焦点在x 轴上,并且长半轴长a =1m ,短半轴长b =12m ,半焦距长c =32m .∴椭圆的长轴长2a =2m ,短轴长2b =1m,焦点坐标为⎝ ⎛⎭⎪⎫-32m ,0,⎝ ⎛⎭⎪⎫32m ,0, 顶点坐标为⎝ ⎛⎭⎪⎫1m ,0,⎝ ⎛⎭⎪⎫-1m ,0,⎝⎛⎭⎪⎫0,-12m ,⎝ ⎛⎭⎪⎫0,12m .离心率e =ca =32m1m=32.讲一讲2.求适合下列条件的椭圆的标准方程. (1)长轴长是短轴长的5倍,且过点A (5,0); (2)离心率e =35,焦距为12.[尝试解答] (1)若椭圆焦点在x 轴上,设其标准方程为x 2a 2+y 2b2=1(a >b >0),由题意得⎩⎪⎨⎪⎧2a =5×2b ,25a 2+0b2=1,解得⎩⎪⎨⎪⎧a =5,b =1. 故所求椭圆的标准方程为x 225+y 2=1;若焦点在y 轴上,设其标准方程为y 2a 2+x 2b2=1(a >b >0),由题意,得⎩⎪⎨⎪⎧2a =5×2b ,0a 2+25b2=1,解得⎩⎪⎨⎪⎧a =25,b =5.故所求椭圆的标准方程为y 2625+综上所述,所求椭圆的标准方程为25+或2625+x 225=1.,c =6,轴上时,所求椭圆的标准方程为x 2100+y 264=1;轴上时,所求椭圆的标准方程为y 2100+x 264=1.综上所述,所求椭圆的标准方程为x 2100+y 264=1或y 2100+x 264=1.(1)根据椭圆的几何性质求标准方程,通常采用待定系数法,其步骤仍然是“先定型,后计算”,即首先确定焦点位置,其次根据已知条件构造关于参数的关系式,利用方程(组)求得参数.(2)在求椭圆方程时,要注意根据题目条件判断焦点所在的坐标轴,从而确定方程的形式,若不能确定焦点所在的坐标轴,则应进行讨论.一般地,已知椭圆的焦点坐标时,可以确定其所在的坐标轴;而已知椭圆的离心率、长轴长、短轴长、焦距时,则不能确定焦点的位置,这时应对两种情况分别求解并进行取舍.练一练2.求满足下列条件的椭圆的标准方程. (1)长轴长是短轴长的2倍,且经过点A (2,3);(2)短轴一个端点与两焦点组成一个正三角形,且焦点到同侧顶点的距离为 3. 解:(1)若椭圆的焦点在x 轴上,设标准方程为x 24b 2+y 2b2=1(b >0),∵椭圆过点A (2,3),∴1b 2+9b2=1,b 2=10.∴方程为x 240+y 210=1.若椭圆的焦点在y 轴上.设椭圆方程为y 24b 2+x 2b2=1(b >0),∵椭圆过点A (2,3),∴94b 2+4b 2=1,b 2=254. ∴方程为y 225+4x225=1.综上所述,椭圆的标准方程为x 240+y 210=1或y 225+4x225=1.(2)由已知⎩⎨⎧a =2c ,a -c =3,∴⎩⎨⎧a =23,c = 3.从而b 2=9,∴所求椭圆的标准方程为x 212+y 29=1或x 29+y 212=1.讲一讲3.已知椭圆x 2a 2+y 2b2=1(a >b >0)的左焦点为F 1(-c ,0),A (-a ,0),B (0,b )是两个顶点,如果F 1到直线AB 的距离为b7,求椭圆的离心率e .[尝试解答] 由A (-a ,0),B (0,b ), 得直线AB 的斜率为k AB =ba,故AB 所在的直线方程为y -b =b ax ,即bx -ay +ab =0. 又F 1(-c ,0),由点到直线的距离公式可得d =|-bc +ab |a 2+b 2=b7,∴7·(a -c )=a 2+b 2.又b 2=a 2-c 2,整理,得8c 2-14ac +5a 2=0,即8⎝ ⎛⎭⎪⎫c a 2-14c a +5=0.∴8e 2-14e +5=0.解得e =12或e =54(舍去).综上可知,椭圆的离心率e =12.求椭圆离心率及范围的两种方法(1)直接法:若已知a ,c ,可直接利用e =c a求解.若已知a ,b 或b ,c ,可借助于a 2=b 2+c 2求出c 或a ,再代入公式e =c a求解.(2)方程法:若a ,c 的值不可求,则可根据条件建立a ,b ,c 的关系式,借助于a 2=b 2+c 2,转化为关于a ,c 的齐次方程或不等式,再将方程或不等式两边同除以a 的最高次幂,得到关于e 的方程或不等式,即可求得e 的值或范围.练一练3.如图,已知F 1为椭圆的左焦点,A ,B 分别为椭圆的右顶点和上顶点,P 为椭圆上的一点,当PF1⊥F 1A ,PO ∥AB (O 为椭圆的中心)时,求椭圆的离心率.解:由已知可设椭圆的标准方程为x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0),则由题意可知P ⎝⎛⎭⎪⎫-c ,b 2a .∵△PF 1O ∽△BOA , ∴PF 1BO =F 1OOA. ∴b 2a b =ca,即b =c , ∴a 2=2c 2, ∴e =c a =22.——————————————[课堂归纳·感悟提升]———————————————1.本节课的重点是椭圆的几何性质及椭圆离心率的求法,难点是求椭圆的离心率. 2.由椭圆的几何性质求标准方程时易忽视椭圆的焦点位置,这也是本节课的易错点. 3.本节课要重点掌握的规律方法(1)已知椭圆的方程讨论性质时,若不是标准形式,应先化成标准形式,见讲1. (2)根据椭圆的几何性质,可以求椭圆的标准方程,其基本思路是“先定型,再定量”,常用的方法是待定系数法,见讲2.(3)求椭圆的离心率要注意函数与方程的思想、数形结合思想的应用,见讲3.课时达标训练(七) [即时达标对点练]题组1 由椭圆的标准方程研究几何性质1.椭圆25x 2+9y 2=225的长轴长、短轴长、离心率依次是 ( ) A .5、3、0.8 B .10、6、0.8 C .5、3、0.6 D .10、6、0.6解析:选B 把椭圆的方程写成标准方程为x 29+y 225=1,知a =5,b =3,c =4.∴2a =10,2b =6,c a=0.8.2.椭圆以两条坐标轴为对称轴,一个顶点是(0,13),另一个顶点是(-10,0),则焦点坐标为( )A .(±13,0)B .(0,±10)C .(0,±13)D .(0,±69)解析:选D 由题意知,其焦点在y 轴上,且a =13,b =10,则c =a 2-b 2=69.3.已知椭圆x 2a 2+y 2b 2=1与椭圆x 225+y 216=1有相同的长轴,椭圆x 2a 2+y 2b2=1的短轴长与椭圆y 221+x 29=1的短轴长相等,则( )A .a 2=25,b 2=16 B .a 2=9,b 2=25C .a 2=25,b 2=9或a 2=9,b 2=25 D .a 2=25,b 2=9解析:选D 因为椭圆x 225+y 216=1的长轴长为10,焦点在x 轴上,椭圆y 221+x 29=1的短轴长为6,所以a 2=25,b 2=9.题组2 由椭圆的几何性质求标准方程4.中心在原点,焦点在x 轴上,若长轴长为18,且两个焦点恰好将长轴3等分,则此椭圆的方程是( )A.x 281+y 272=1B.x 281+y 29=1C.x 281+y 245=1 D.x 281+y 236=1 解析:选A 因为2a =18,2c =13×2a =6,所以a =9,c =3,b 2=81-9=72.5.已知椭圆x 210-m +y 2m -2=1,长轴在y 轴上.若焦距为4,则m 等于( )A .4B .5C .7D .8解析:选D 由题意得m -2>10-m 且10-m >0,于是6<m <10,再由(m -2)-(10-m )=22,得m =8.的中心在坐标原点,长轴在x 轴上,离心率为32,两个焦点分别为F 112.则椭圆G 的方程为_______________________.的方程为x 2a 2+y 2b2=1,a >b >0,∵椭圆G 上一点到F 1和F 2的距离之和为12, ∴2a =12⇒a =6.∴c =33,b =a 2-c 2=3, ∴椭圆G 的方程为x 236+y 29=1.答案:x 236+y 29=1题组3 椭圆的离心率7.椭圆x 2+4y 2=4的离心率为( ) A.32 B.34 C.22 D.23解析:选A 化为标准方程为x 24+y 2=1,a 2=4,b 2=1,c 2=3,∴e =c a =32.8.椭圆的短半轴长为3,焦点到长轴的一个端点的距离等于9,则椭圆的离心率为( ) A.513 B.35 C.45 D.1213解析:选C 由题意,得⎩⎪⎨⎪⎧b =3,a -c =9,或⎩⎪⎨⎪⎧b =3,a +c =9.当a -c =9时,由b 2=9得a 2-c 2=9=(a -c )(a +c ),a +c =1,则a =5,c =-4(不合题意).当a +c =9时,解得⎩⎪⎨⎪⎧a =5,c =4,故e =45.9.A 为y 轴上一点,F 1,F 2是椭圆的两个焦点,△AF 1F 2为正三角形,且AF 1的中点B 恰好在椭圆上,求此椭圆的离心率.解:如图,连接BF 2.∵△AF 1F 2为正三角形, 且B 为线段AF 1的中点, ∴F 2B ⊥AF 1.又∵∠BF 2F 1=30°,|F 1F 2|=2c , ∴|BF 1|=c ,|BF 2|=3c , 根据椭圆定义得|BF 1|+|BF 2|=2a , 即c +3c =2a , ∴c a=3-1.∴椭圆的离心率e 为3-1.[能力提升综合练]1.椭圆x 2+my 2=1的焦点在y 轴上,长轴长是短轴长的两倍,则m 的值是( ) A.14 B.12 C .2 D .4 解析:选A 由题意可得21m =2×2,解得m =14.2.过椭圆x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0)的左焦点F 1作x 轴的垂线交椭圆于点P ,F 2为右焦点,若∠F 1PF 2=60°,则椭圆的离心率为( )A.52B.33 C.12 D.13解析:选B 记|F 1F 2|=2c ,则由题设条件,知|PF 1|=2c 3,|PF 2|=4c 3,则椭圆的离心率e =2c 2a =|F 1F 2||PF 1|+|PF 2|=2c 2c 3+4c 3=33.3.已知椭圆x 2a 2+y 2b2=1(a >b >0)的左焦点为F ,右顶点为A ,点B 在椭圆上,且BF ⊥x 轴,直线AB 交y 轴于点P .若,则椭圆的离心率是( )A.32 B.22 C.13 D.12解析:选D又∵PO ∥BF ,∴|PA ||AB |=|AO ||AF |=23,即aa +c =23,∴e =c a =12. 45的椭圆方程是________. +y 29=1,1.5.已知椭圆的中心在原点,焦点在x 轴上,离心率为55,且过P (-5,4),则椭圆的方程为________.解析:∵e =c a =55, ∴c 2a 2=a 2-b 2a 2=15, ∴5a 2-5b 2=a 2即4a 2=5b 2.设椭圆的标准方程为x 2a 2+5y 24a2=1(a >0),∵椭圆过点P (-5,4),∴25a 2+5×164a2=1. 解得a 2=45.∴椭圆方程为x 245+y 236=1. 答案:x 245+y 236=16.已知F 1,F 2是椭圆的两个焦点,满足的点M 总在椭圆内部,则椭圆离心率的取值范围是________.解析:设椭圆方程为x 2a 2+y 2b2=1(a >b >0).因为,所以MF 1⊥MF 2,所以点M 的轨迹是以O 为圆心,c 为半径的圆. 因为点M 总在椭圆内部,所以c <b , 所以c 2<b 2=a 2-c 2,所以2c 2<a 2,所以e 2<12,所以0<e <22.答案:⎝ ⎛⎭⎪⎫0,22 7.中心在原点,焦点在坐标轴上的椭圆上有M ⎝ ⎛⎭⎪⎫1,432,N ⎝ ⎛⎭⎪⎫-322,2两点,求椭圆的标准方程.解:当焦点在x 轴上时,设椭圆的标准方程为x 2a 2+y 2b2=1(a >b >0).将点M ⎝ ⎛⎭⎪⎫1,432,N ⎝ ⎛⎭⎪⎫-322,2代入上式,得 ⎩⎪⎨⎪⎧12a 2+⎝ ⎛⎭⎪⎫4322b2=1,⎝ ⎛⎭⎪⎫-3222a 2+(2)2b 2=1,解得⎩⎪⎨⎪⎧a 2=9,b 2=4.此时椭圆的标准方程为x 29+y 24=1.当焦点在y 轴上时,设椭圆的标准方程为y 2a 2+x 2b2=1(a >b >0).将点M ⎝ ⎛⎭⎪⎫1,432,N ⎝ ⎛⎭⎪⎫-322,2代入上式得 ⎩⎪⎨⎪⎧⎝ ⎛⎭⎪⎫4322a 2+12b2=1,(2)2a 2+⎝ ⎛⎭⎪⎫-3222b 2=1,解得⎩⎪⎨⎪⎧a 2=4,b 2=9.因为a >b >0,所以舍去, 所以椭圆的标准方程为x 29+y 24=1.8.已知椭圆x 2+(m +3)y 2=m (m >0)的离心率e 长、焦点坐标、顶点坐标.解:椭圆方程可化为x 2m +y 2mm +3=1,2=mm +3. m =1, ∴椭圆的长轴长为2,短轴长为1, 两焦点坐标分别为F 1⎝ ⎛⎭⎪⎫-32,0,F 2⎝ ⎛⎭⎪⎫32,0, 顶点坐标分别为A 1(-1,0),A 2(1,0),B 1⎝ ⎛⎭⎪⎫0,-12,B 2⎝ ⎛⎭⎪⎫0,12.第3课时 直线与椭圆的位置关系(习题课)[思考1] 判断直线与圆的位置关系有哪几种方法?名师指津:(1)几何法:利用圆心到直线的距离d与圆的半径的大小关系判断,d=r⇔相切;d>r⇔相离;d<r⇔相交.(2)代数法:联立直线与圆的方程,利用方程组解的个数判断.[思考2] 能否利用判断直线与圆的位置关系的方法判断直线与椭圆的位置关系?名师指津:不能采用几何法,但是可以利用代数法判断直线与椭圆的位置关系.[思考3] 已知直线l和椭圆C的方程,如何判断直线与椭圆的位置关系?名师指津:判断直线与椭圆的位置关系,通过解直线方程与椭圆方程组成的方程组,消去方程组中的一个变量,得到关于另一个变量的一元二次方程,则Δ>0⇔直线与椭圆相交;Δ=0⇔直线与椭圆相切;Δ<0⇔直线与椭圆相离.讲一讲1.已知椭圆4x2+y2=1及直线y=x+m.问m为何值时,直线与椭圆相切、相交、相离.[尝试解答] 将y=x+m代入4x2+y2=1,消去y整理得5x2+2mx+m2-1=0.Δ=4m2-20(m2-1)=20-16m2.当Δ=0时,得m=±52,直线与椭圆相切;当Δ>0时,得-52<m<52,直线与椭圆相交;当Δ<0时,得m<-52或m>52,直线与椭圆相离.判断直线与椭圆的位置关系的方法练一练1.若直线y =kx +1与焦点在x 轴上的椭圆 x 25+y 2m =1总有公共点,求m 的取值范围.解:由⎩⎪⎨⎪⎧y =kx +1,x 25+y 2m=1,消去y ,整理得(m +5k 2)x 2+10kx +5(1-m )=0,所以Δ=100k 2-20(m +5k 2)(1-m )=20m (5k 2+m -1), 因为直线与椭圆总有公共点, 所以Δ≥0对任意k ∈R 都成立, 因为m >0,所以5k 2≥1-m 恒成立, 所以1-m ≤0, [思考1] 若直线l 与圆C 相交于点A ,B ,如何求弦长|AB |?[思考2] 若直线l :y =kx +m 与椭圆x 2a 2+y 2b2=1相交于A (x 1,y 1),B (x 2,y 2)两点,如何求|AB |的值?讲一讲2.已知椭圆x 236+y 29=1和点P (4,2),直线l 经过点P 且与椭圆交于A 、B 两点.(1)当直线l 的斜率为12时,求线段AB 的长度;(2)当P 点恰好为线段AB 的中点时,求l 的方程.[尝试解答] (1)由已知可得直线l 的方程为y -2=12(x -4),即y =12x .由⎩⎪⎨⎪⎧y =12x ,x 236+y 29=1,可得x 2-18=0,若设A (x 1,y 1),B (x 2,y 2). 则x 1+x 2=0,x 1x 2=-18.于是|AB |=(x 1-x 2)2+(y 1-y 2)2=(x 1-x 2)2+14(x 1-x 2)2=52(x 1+x 2)2-4x 1x 2 =52×62=310. 所以线段AB 的长度为310.(2)法一:设l 的斜率为k ,则其方程为y -2=k (x -4).联立⎩⎪⎨⎪⎧x 236+y 29=1,y -2=k (x -4),消去y 得(1+4k 2)x 2-(32k 2-16k )x +(64k 2-64k -20)=0. 若设A (x 1,y 1),B (x 2,y 2), 则x 1+x 2=32k 2-16k 1+4k 2,由于AB 的中点恰好为P (4,2),所以x 1+x 22=16k 2-8k 1+4k2=4,解得k =-12,且满足Δ>0.这时直线的方程为y -2=-12(x -4),即y =-12x +4.法二:设A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),则有⎩⎪⎨⎪⎧x 2136+y 219=1,x 2236+y 229=1,两式相减得x 22-x 2136+y 22-y 219=0,整理得k AB =y 2-y 1x 2-x 1=-9(x 2+x 1)36(y 2+y 1), 由于P (4,2)是AB 的中点, ∴x 1+x 2=8,y 1+y 2=4, 于是k AB =-9×836×4=-12,于是直线AB 的方程为y -2=-12(x -4),即y =-12x +4.(1)弦长公式设直线方程为y =kx +m (k ≠0)1(a >b >0)或y 2a 2+x 2b2=1(a >b >0),直线与椭圆的两个交点为(1,1),(=1+1k2·(y 1+y 2)2-4y 1y 2.其中,x 1+x 2,x 1x 2或y 1+y 2,y 1y 2的值,可通过由直线方程与椭圆方程联立消去y 或x 后得到关于x 或y 的一元二次方程得到.(2)解决椭圆中点弦问题的两种方法①根与系数的关系法:联立直线方程和椭圆方程构成方程组,消去一个未知数,利用一元二次方程根与系数的关系以及中点坐标公式解决.②点差法:利用交点在曲线上,坐标满足方程,将交点坐标分别代入椭圆方程,然后作差,构造出中点坐标和斜率的关系,具体如下:已知A (x 1,y 1),B (x 2,y 2)是椭圆x 2a 2+y 2b2=1(a >b >0)上的两个不同的点,M (x 0,y 0)是线段AB 的中点,则⎩⎪⎨⎪⎧x 21a 2+y 21b2=1,①x 22a 2+y 22b 2=1,②由①-②,得1a 2(x 21-x 22)+1b 2(y 21-y 22)=0,变形得y 1-y 2x 1-x 2=-b 2a 2·x 1+x 2y 1+y 2=-b 2a 2·x 0y 0,即k AB=-b 2x 0a 2y 0.练一练2.直线y =x +1被椭圆x 24+y 22=1所截得线段的中点的坐标是( )A.⎝ ⎛⎭⎪⎫23,53B.⎝ ⎛⎭⎪⎫43,73 C.⎝ ⎛⎭⎪⎫-23,13 D.⎝ ⎛⎭⎪⎫-132,-172解析:选C 联立方程组⎩⎪⎨⎪⎧y =x +1,x 24+y 22=1,消去y 得3x 2+4x -2=0.设交点A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),中点M (x 0,y 0), ∴x 1+x 2=-43,x 0=x 1+x 22=-23,y 0=x 0+1=13.∴所求中点的坐标为⎝ ⎛⎭⎪⎫-23,13.3.椭圆x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0)的离心率为32,且椭圆与直线x +2y +8=0相交于P ,Q ,且|PQ |=10,求椭圆方程.解:∵e =32,∴b 2=14a 2.∴椭圆方程为x 2+4y 2=a 2. 与x +2y +8=0联立消去y ,得2x 2+16x +64-a 2=0,由Δ>0得a 2>32,由弦长公式得10=54×[64-2(64-a 2)].∴a 2=36,b 2=9.∴椭圆方程为x 236+y 29=1.讲一讲3.已知椭圆x 2a 2+y 2b 2=1的离心率e =63.(1)若2a2c=32,求椭圆方程;(2)直线l 过点C (-1,0)交椭圆于A 、B 两点,且满足:,试求△OAB 面积的最大值.[尝试解答] (1)由题意知⎩⎪⎨⎪⎧c a =63,2a 2c =32,解得a =3,c = 2.所以a 2=3,b 2=1, 所以椭圆方程为x 23+y 2=1.(2)由e =c a =63,及a 2=b 2+c 2,得a 2=3b 2,可设椭圆的方程为+y 2b2=1,设A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),由题意知直线l 的斜率存在,则设l 的方程为y =k (x +1),,2=-6k 23k 2+1.)=3(-1-x 2,-y 2),所以x 1=-4-3x 2,所以x 2+1=-13k 2+1,所以|x 1-x 2|=43k 2+1.又O 到直线l 的距离为d =|k |1+k2,所以S △ABO =12|AB |d =121+k 2|x 1-x 2|·d=2|k |3k 2+1=23|k |+1|k |≤33, 所以当且仅当3|k |=1|k |,即k =±33时,S △ABO 取得最大值33.解决这类问题需要正确地应用转化思想、函数与方程思想和数形结合思想.其中应用比较多的是利用根与系数的关系构造等式或函数关系式,这其中要注意利用根的判别式来确定参数的限制条件.练一练4.在椭圆x 24+y 27=1上求一点P ,使它到直线l :3x -2y -16=0的距离最短,并求出最短距离.解:设与椭圆相切并与l 平行的直线方程为y =32x +m ,代入x 24+y 27=1,并整理得4x 2+3mx +m 2-7=0, Δ=9m 2-16(m 2-7)=0 ⇒m 2=16⇒m =±4,故两切线方程为y =32x +4和y =32x -4,显然y =32x -4距l 最近,d =|16-8|32+(-2)2=813,切点为P ⎝ ⎛⎭⎪⎫32,-74.——————————————[课堂归纳·感悟提升]———————————————1.本节课的重点是直线与椭圆位置关系的判断、直线与圆的相交弦问题,难点是与椭圆有关的最值问题.2.本节课要重点掌握的规律方法(1)直线与椭圆位置关系的判定方法,见讲1. (2)弦长问题及中点弦问题的求解方法,见讲2. (3)与椭圆有关的最值问题,见讲3.课时达标训练(八) [即时达标对点练]题组1 直线与椭圆的位置关系1.直线y =kx +1与椭圆x 29+y 24=A .相交 B .相切 C .相离 D 解析:选A 因为直线y =kx +1+y 24=1的内部,故直线y =kx +1与椭圆x 29+y 24=122.4mx +m =0.4m 2-12m ∴m >1且m ≠3.答案:(1,3)∪(3,+∞) 题组2 直线与椭圆的相交弦问题3.椭圆x 225+y 24=1的两个焦点为F 1,F 2,过F 2的直线交椭圆于A ,B 两点.若|AB |=8,则|AF 1|+|BF 1|的值为( )A .10B .12C .16D .18解析:选B ∵|AB |+|AF 1|+|BF 1|=4a ,∴|AF 1|+|BF 1|=4×5-8=12. 4.椭圆x 2+4y 2=16被直线y =12x +1截得的弦长为________.解析:由⎩⎪⎨⎪⎧x 2+4y 2=16,y =12x +1,消去y 并化简得x 2+2x -6=0.设直线与椭圆的交点为M (x 1,y 1),N (x 2,y 2), 则x 1+x 2=-2,x 1x 2=-6. ∴弦长|MN |=1+k 2|x 1-x 2| =54[](x 1+x 2)2-4x 1x 2= 54(4+24)=35. 答案:355.已知中心在原点,一个焦点为F (0,50)的椭圆被直线l :y =3x -2截得的弦的中点横坐标为12,求此椭圆的方程.解:设所求椭圆的方程为y 2a 2+x 2b2=1(a >b >0).弦两端点为(x 1,y 1),(x 2,y 2),由y 2a 2+x 2b2=1及y =3x -2得 (a 2+9b 2)x 2-12b 2x +b 2(4-a 2)=0, x 1+x 2=12b 2a 2+9b 2,由已知x 1+x 22=12, 即12b2a 2+9b 2=1, 所以a 2=3b 2.又c 2=a 2-b 2=50, 所以得a 2=75,b 2=25, 所以椭圆的方程为y 275+x 225=1.题组3 与椭圆有关的最值问题6.已知动点P (x ,y )在椭圆x 225+y 216=1上,若A 点坐标为(3,0),||=1,且=0,则||的最小值是________.解析:易知点A (3,0)是椭圆的右焦点.答案: 37.若点O 和点F 分别为椭圆x 24+y 23=1的中心和左焦点,点P 为椭圆上的任意一点,则的最大值为________. 解析:由x 24+y 23=1可得F (-1,0).设P (x ,y ),-2≤x ≤2,则=x 2+x ⎫2=14x 2+x +3=14(x+2)2+2,当且仅当x =2时,取得最大值6.答案:68.如图,点A 是椭圆C :x 2a 2+y 2b2=1(a >b >0)的短轴位于y 轴下方的端点,过点A 且斜率为1的直线交椭圆于点B ,若P 在y 轴上,且BP ∥x 轴,(1)若点P 的坐标为(0,1),求椭圆C 的标准方程; (2)若点P 的坐标为(0,t ),求t 的取值范围. 解:∵直线AB 的斜率为1, ∴∠BAP =45°,(1)∵P (0,1),即b =2,且B (3,1). ∵B 在椭圆上,。
2.2.1椭圆的参数方程(教学设计)
2.2.1椭圆的参数方程(教学设计)教学目标:知识与技能:了解椭圆的参数方程及参数的意义。
过程与方法:能选取适当的参数,求椭圆的参数方程。
情感、态度与价值观:通过观察、探索、发现的创造性过程,培养创新意识。
教学重点:椭圆参数方程的定义及方法。
教学难点:应用椭圆有参数方程解决一些最值等问题。
教学过程: 一、复习引入:1.圆的方程的标准式和对应的参数方程。
(1)圆222r y x =+参数方程⎩⎨⎧==θθsin cos r y r x (θ为参数)(2)圆22020)\()(r y y x x =+-参数方程为:⎩⎨⎧+=+=θθsin cos 00r y y r x x (θ为参数)二、师生互动,新课讲解:1.椭圆的参数方程推导:如下图,以原点O 为圆心,分别以a ,b (a >b >0)为半径作两个同心圆,设A 为大圆上的任意一点,连接OA,与小圆交于点B ,过点A 作AN ⊥ox ,垂足为N ,过点B 作BM ⊥AN ,垂足为M ,求当半径OA 绕点O 旋转时点M 轨迹的参数方程.椭圆12222=+b y a x 参数方程 ⎩⎨⎧==θθsin cos b y a x (θ为参数),参数θ的几何意义是以a 为半径所作圆上一点和椭圆中心的连线与X 轴正半轴的夹角。
2、椭圆的参数方程常见形式:(1)椭圆12222=+b y a x (a>b>0)参数方程 ⎩⎨⎧==θθsin cos b y a x (θ为参数);椭圆22221(0)y x a b b a +=>>的参数方程是cos sin x b y a θθ=⎧⎨=⎩(θ为参数) (2)在利用⎩⎨⎧==θθsin cos b y a x 研究椭圆问题时,椭圆上的点的坐标可记作(acos θ,bsin θ)。
3、参数的进一步理解 (1)关于参数几点说明:A.参数方程中参数可以是有物理意义,几何意义,也可以没有明显意义。
2017_2018学年高中数学第二章参数方程二1椭圆的参数方程教学案新人教A版选修4_4
消去参数θ取得 +(y-1)2=1.
此题的解法表现了椭圆的参数方程关于解决相关问题的优越性,运用参数方程显得很简单,运算更简便.
2.已知椭圆方程是 + =1,点A(6,6),P是椭圆上一动点,求线段PA中点Q的轨迹方程.
解:设P(4cosθ,3sinθ),Q(x,y),那么有
即 (θ为参数)
∴9(x-3)2+16(y-3)2=36,即为所求.
答案:A
2.把椭圆的一般方程9x2+4y2=36化为参数方程是( )
A. (φ为参数)B. (φ为参数)
C. (φ为参数)D. (φ为参数)
解析:把椭圆的一般方程9x2+4y2=36化为 + =1,那么b=2,a=3,其参数方程为 (φ为参数).
答案:B
3.已知椭圆的参数方程 (t为参数),点M在椭圆上,对应参数t= ,点O为原点,那么直线OM的斜率为( )
9.关于椭圆 (θ为参数),若是把横坐标缩短为原先的 倍,再把纵坐标缩短为原先的 倍即取得圆心在原点,半径为1的圆的参数方程 (θ为参数).那么,假设把圆看成椭圆的特殊情形,试讨论圆的离心率,并进一步探讨椭圆的离心率与椭圆形状的关系.
解:设圆的参数方程为 (θ为参数),
若是将该圆看成椭圆,
那么在椭圆中对应的数值别离为a=b=r,
A. B.-
C.2 D.-2
解析:点M的坐标为(1,2 ),
∴kOM=2 .
答案:C
4.两条曲线的参数方程别离是 (θ为参数)和 (t为参数),那么其交点个数为( )
A.0B.1
C.0或1D.2
解析:由
得x+y-1=0(-1≤x≤0,
1≤y≤2),
由 得 + =1.如下图,可知两曲线交点有1个.
高中数学新人教版A版精品教案《二 圆锥曲线的参数方程》
2.2.1椭圆的参数方程教学目标:1.知识与技能:了解椭圆的参数方程及参数的意义2.过程与方法:能选取适当的参数,求椭圆的参数方程3.情感、态度与价值观:通过观察、探索、发现的创造性过程,培养创新意识。
教学重点: 椭圆的参数方程及参数 的意义教学难点:应用椭圆的参数方程解决一些最值等问题。
教学过程: 一、复习引入:1.圆的参数方程及参数的几何意义是什么?2. 设ϕϕ,cos 3=x 为参数,求椭圆14922=+y x 的参数方程.二、师生互动,新课讲解:1.参数方程的推导你能类比前面的推导过程得出椭圆 的参数方程吗?2.参数的几何意义(几何画板展示)如下图,以原点为圆心,分别以a ,b (a >b >0)为半径作两个圆,点B 是大圆半径OA 与小圆的交点,过点A 作AN ⊥ox ,垂足为N ,过点B 作BM ⊥AN ,垂足为M ,求当半径OA 绕点O 旋转时点M 的轨迹参数方程.结论:xyO MAθ)0(12222>>=+b a by a x3.探究椭圆规的作图原理提示:以直尺AB 和横槽所成的角为参数,求出点M 的轨迹方程4.例题分析例1.在椭圆14922=+y x 上求一点M ,使点M 到直线0102=-+y x 的距离最小,并求出最小距离。
变式:与简单的线性规划问题进行类比,你能在实数y x ,满足例3中椭圆14922=+y x 的前提下,求出y x z 2-=的最大值和最小值吗?课堂小结1. 椭圆 )0(12222>>=+b a b y a x 的参数方程2.椭圆的参数方程及参数 的意义3.椭圆参数方程的应用课后作业为参数)ϕϕϕ(sin 8cos 2⎩⎨⎧==y x1.把椭圆的参数方程 化成普通方程,并写出长半轴长和短半轴 长。
2.椭圆 的两个焦点坐标是( )3.椭圆 的离心率是为 .4、椭圆()sin y b θθθ⎧⎨=⎩x=acos 为参数,若[0,2]θπ∈,则椭圆上的点(,0)a -对应的θ= ( )A 、πB 、2π C 、2π D 、32π5、(0,1)A 是椭圆2244x y +=上一定点,P 为椭圆上异于A 的一动点, |AP|的最大值为( )A、、D板书设计为参数)ϕϕϕ(sin 5cos 3⎩⎨⎧==y x )3,0(),3,0.(-A )4,0(),4,0.(-B )0,4(),0,4.(-C )0,5(),0,5.(-D 为参数)ϕϕϕ(sin 4cos 3⎩⎨⎧==y x。
《椭圆的参数方程》教学案2
《椭圆的参数方程》教学案2【教学目的】1. 通过探究活动,了解椭圆参数方程及椭圆规的设计原理;2. 有应用参数的意识,能用椭圆参数方程解决一些简单问题;3. 通过观察,探索的学习过程,培养探究能力和创新意识.【教学重点】椭圆的参数方程的建立.【教学难点】椭圆参数方程的应用.【教学过程】一、自主探究,发现新知探究1:如图,以原点O 为圆心,,a b (0a b >>)为半径分别作两个同心圆.设A 为大圆上的任一点,连接OA ,与小圆交于点B . 过点A 、B 分别作x 轴,y 轴的垂线,两垂线交于点M ,求点M 的轨迹.利用Excel 图表功能,及几何画板直观点M 的轨迹,结合三角消元得出椭圆的参数方程.借助几何画板解释椭圆参数方程中参数的几何意义.二、分组讨论,体验应用探究2:椭圆规是用来画椭圆的一种器械,它的构造如图所示. 在一个十字形的金属板上有两条互相垂直的导槽,在直尺上有两个固定滑块A ,B , 它们可分别在纵槽和横槽中滑动,在直尺上的点M 处用套管装上铅笔,使直尺转动一周就画出一个椭圆.你能说明它的构造原理吗?(提示:可以用直尺AB 和横槽所成的角为参数,求出点M 的轨迹的参数方程. )思考椭圆规的发现过程:源于探究1.⊗⊗*AB M xy M B O A三、动手实践,深化知识探究3:已知椭圆22:194x y C +=. (1)求椭圆C 的内接矩形面积的最大值;(2)若(,)P x y 是椭圆C 上任一点,求=+z x y 2的最值;(3)设(3,0)A ,(0,2)B ,D 为椭圆位于第一象限的弧上的一点,求四边形OADB 面积的最大值;(4)在椭圆C 上求一点M ,使点M 到直线2100x y +-=的距离最小,并求出最小值.体会椭圆参数方程的应用.四、学生小结布置作业:课本29P 思考题【教学后记】。
椭圆的参数方程教学设计
椭圆的参数方程教学目的:(一)知识:1.椭圆的参数方程.2.椭圆的参数方程与普通方程的关系。
(二)能力:1. 了解椭圆的参数方程,了解参数方程中系数b a ,的含义并能利用参数方程来求最值、轨迹问题;2.通过学习椭圆的参数方程,进一步完善对椭圆的认识,理解参数方程与普通方程的相互联(三)素质:使学生认识到事物的表现形式可能不止一种。
教学重点:椭圆参数方程的推导.参数方程与普通方程的相互转化 教学难点:1椭圆参数方程的建立及应用.2.椭圆参数方程中参数的理解. 教学方法:引导启发式 教学用具:多媒体辅助教学 教学过程: 一、新课引入:问题1.圆222x y r +=的参数方程是什么? 是怎样推导出来的?由圆的方程变形为122=⎪⎭⎫⎝⎛+⎪⎭⎫ ⎝⎛r y r x ,令⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧==θθsin cos ry r x解得:)(sin cos 为参数θθθ⎩⎨⎧==r y r x问题2.设ϕϕ,cos 3=x 为参数,写出椭圆14922=+y x 的标准方程。
代入椭圆方程,得到解:把ϕcos 3=xϕϕ222sin 4)cos 1(4=-=∴y 即ϕsin 2±=y.sin 2ϕϕ=y 的任意性,可取由参数)(.sin 2,cos 314922为参数的参数方程是因此,椭圆ϕϕϕ⎩⎨⎧===+y x y x探究:能类比圆的参数方程,写出椭圆的参数方程吗?二、新课讲解:1、焦点在x 轴上的椭圆参数方程的推导因为22()()1x y a b+=,又22cos sin 1ϕϕ+=设cos ,sin x ya b ϕϕ==, 即a cos y bsin x ϕϕ=⎧⎨=⎩)(为参数ϕ, 这是中心在原点O,焦点在x 轴上的椭圆的参数方程。
2.参数ϕ的几何意义思考:类比圆的参数方程中参数θ的意义,椭圆的参数方程中参数ϕ的意义是什么?圆的标准方程:222r y x =+ 圆的参数方程:⎩⎨⎧==θθsin cos r y r x )(为参数θ椭圆的标准方程:12222=+b y a x 椭圆的参数方程:⎩⎨⎧==ϕϕsin cos b y a x )(为参数ϕ圆的参数方程中θ是Ox 轴逆时针旋转到OP 的旋转角即θ=∠AOP ,那么椭圆的参数方程中ϕ是不是上图中Ox 轴逆时针旋转到OM 的旋转角呢?请大家看下面图片如图,以原点为圆心,分别以a 、b (0)a b >>为半径作两个圆,点B 是大圆半径OA 与小圆半径的交点,过点A 作AN O x ⊥,垂足为N ,过点B 作BM AN ⊥,垂足为M ,求当半径OA 绕点O 旋转时A θxyOPxyOMϕ2M 1M 2P 1PM 的轨迹的参数方程.分析:动点A 、B 是如何动的?M 点与A 、B 有什么联系?如何选取参数较恰当? 解:设M 点坐标为(,)x y ,ϕ=∠AOx ,以ϕ为参数, 则ϕϕcos cos a OA ON x === ϕϕsin sin b OB NM y ===,当半径OA 绕O 点逆时针旋转一周时,就得到点M 的轨迹,它的参数方程是)(sin cos 为参数ϕϕϕ⎩⎨⎧==b y a x ①这是中心在原点O ,焦点在x 轴上的椭圆。
椭圆的参数方程 教案
椭圆的参数方程教案教案标题:椭圆的参数方程教学目标:1. 理解椭圆的定义和性质。
2. 掌握椭圆的参数方程的推导和应用。
3. 能够绘制椭圆的参数方程图形。
教学准备:1. 教师准备:教师需要熟悉椭圆的定义和性质,以及参数方程的推导方法。
2. 学生准备:学生需要掌握直角坐标系和基本的代数运算。
教学过程:Step 1:引入椭圆的定义和性质(10分钟)1. 教师简要介绍椭圆的定义:椭圆是平面上到两个定点的距离之和等于常数的点的轨迹。
2. 教师讲解椭圆的性质:椭圆的中心、焦点、长轴、短轴等。
3. 教师通过示意图和实例帮助学生理解椭圆的定义和性质。
Step 2:推导椭圆的参数方程(15分钟)1. 教师引导学生思考如何推导椭圆的参数方程。
2. 教师给出推导过程,并解释每一步的原理和方法。
3. 教师通过示例演示如何根据椭圆的参数方程确定椭圆的位置和形状。
Step 3:应用椭圆的参数方程(15分钟)1. 学生根据教师给出的椭圆参数方程,计算出椭圆上的点的坐标。
2. 学生绘制椭圆的参数方程图形,并标注椭圆的中心、焦点、长轴、短轴等。
3. 学生通过观察图形,总结椭圆的性质和特点。
Step 4:巩固与拓展(10分钟)1. 学生自主完成一些练习题,巩固椭圆的参数方程的应用。
2. 学生尝试推导其他曲线的参数方程,拓展对参数方程的理解和应用。
Step 5:总结与评价(5分钟)1. 教师与学生一起总结椭圆的参数方程的推导和应用。
2. 学生对本节课的学习进行自我评价,并提出问题和困惑。
教学延伸:1. 学生可以进一步研究椭圆的其他性质和方程形式。
2. 学生可以尝试应用参数方程解决实际问题,如椭圆轨道的运动问题等。
教学评估:1. 教师观察学生在课堂上的参与程度和学习态度。
2. 教师布置作业,检查学生对椭圆参数方程的掌握情况。
3. 学生完成练习题和参与课堂讨论,展示对椭圆参数方程的理解和应用能力。
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1.椭圆的参数方程[对应学生用书P22] 椭圆的参数方程(1)中心在原点,焦点在x 轴上的椭圆x 2a 2+y 2b 2=1的参数方程是⎩⎪⎨⎪⎧x =a cos φy =b sin φ(φ是参数),规定参数φ的取值范围是[0,2π).(2)中心在(h ,k )的椭圆普通方程为x -h2a 2+y -k 2b 2=1,则其参数方程为⎩⎪⎨⎪⎧x =h +a cos φy =k +b sin φ(φ是参数).[对应学生用书P22]椭圆的参数方程的应用:求最值[例1] 已知实数x ,y 满足x 225+y 216=1, 求目标函数z =x -2y 的最大值与最小值.[思路点拨] 将椭圆上的点的坐标设成参数方程的形式,将问题转化成三角函数求最值问题.[解] 椭圆x 225+y 216=1的参数方程为⎩⎪⎨⎪⎧x =5cos φ,y =4sin φ(φ为参数). 代入目标函数得z =5cos φ-8sin φ=52+82cos(φ+φ0)=89cos(φ+φ0)(tan φ0=85).所以目标函数z min =-89,z max =89.利用椭圆的参数方程,求目标函数的最大(小)值,通常是利用辅助角公式转化为三角函数求解.1.已知椭圆x 225+y 216=1,点A 的坐标为(3,0).在椭圆上找一点P ,使点P 与点A 的距离最大.解:椭圆的参数方程为⎩⎪⎨⎪⎧x =5cos θy =4sin θ(θ为参数).设P (5cos θ,4sin θ),则 |PA |=5cos θ-32+4sin θ2=9cos 2θ-30cos θ+25=3cos θ-52=|3cos θ-5|≤8,当cos θ=-1时,|PA |最大.此时,sin θ=0,点P 的坐标为(-5,0).椭圆参数方程的应用:求轨迹方程[例2] 已知A ,B 分别是椭圆x 236+y 29=1的右顶点和上顶点,动点C 在该椭圆上运动,求△ABC 的重心G 的轨迹方程.[思路点拨] 由条件可知,A ,B 两点坐标已知,点C 在椭圆上,故可设出点P 坐标的椭圆参数方程形式,由三角形重心坐标公式求解.[解] 由题意知A (6,0)、B (0,3).由于动点C 在椭圆上运动,故可设动点C 的坐标为(6cos θ,3sin θ),点G 的坐标设为(x ,y ),由三角形重心的坐标公式可得⎩⎪⎨⎪⎧x =6+0+6cos θ3,y =0+3+3sin θ3,即⎩⎪⎨⎪⎧x =2+2cos θ,y =1+sin θ.消去参数θ得到x -224+(y -1)2=1.本题的解法体现了椭圆的参数方程对于解决相关问题的优越性,运用参数方程显得很简单,运算更简便.2.已知椭圆方程是x216+y29=1,点A(6,6),P是椭圆上一动点,求线段PA中点Q的轨迹方程.解:设P(4cos θ,3sin θ),Q(x,y),则有⎩⎪⎨⎪⎧x=4cos θ+62,y=3sin θ+62,即⎩⎪⎨⎪⎧x=2cos θ+3,y=32sin θ+3.(θ为参数)∴9(x-3)2+16(y-3)2=36,即为所求.3.设F1、F2分别为椭圆C:x2a2+y2b2=1(a>b>0)的左、右两个焦点.(1)若椭圆C上的点A(1,32)到F1,F2的距离之和等于4,写出椭圆C的方程和焦点坐标;(2)设点P是(1)中所得椭圆上的动点,求线段F1P的中点的轨迹方程.解:(1)由椭圆上点A到F1,F2的距离之和是4,得2a=4,即a=2.又点A(1,32)在椭圆上,因此14+322b2=1,得b2=3,于是c2=a2-b2=1,所以椭圆C的方程为x24+y23=1,焦点坐标为F1(-1,0),F2(1,0).(2)设椭圆C上的动点P的坐标为(2cos θ,3sin θ),线段F1P的中点坐标为(x,y),则x =2cos θ-12,y =3sin θ+02, 所以x +12=cos θ,2y3=sin θ.消去θ,得(x +12)2+4y23=1.即为线段F 1P 中点的轨迹方程.椭圆参数方程的应用:证明定值[例3] 已知椭圆x 24+y 2=1上任一点M (除短轴端点外)与短轴两端点B 1、B 2的连线分别交x 轴于P 、Q 两点,求证:|OP |·|OQ |为定值.[思路点拨] 利用参数方程,设出点M 的坐标,并由此得到直线MB 1,MB 2的方程,从而得到P 、Q 两点坐标,求出|OP |,|OQ |,再求|OP |·|OQ |的值.[证明] 设M (2cos φ,sin φ),φ为参数,B 1(0,-1),B 2(0,1). 则MB 1的方程:y +1=sin φ+12cos φ·x ,令y =0,则x =2cos φsin φ+1,即|OP |=⎪⎪⎪⎪⎪⎪2cos φ1+sin φ.MB 2的方程:y -1=sin φ-12cos φx ,令y =0,则x =2cos φ1-sin φ.∴|OQ |=⎪⎪⎪⎪⎪⎪2cos φ1-sin φ.∴|OP |·|OQ |=⎪⎪⎪⎪⎪⎪2cos φ1+sin φ×⎪⎪⎪⎪⎪⎪2cos φ1-sin φ=4.即|OP |·|OQ |=4为定值.利用参数方程证明定值(或恒成立)问题,首先是用参数把要证明的定值(或恒成立的式子)表示出来,然后利用条件消去参数,得到一个与参数无关的定值即可.4.曲线⎩⎪⎨⎪⎧x=a cos θ,y=b sin θ(a>b>0)上一点M与两焦点F1、F2所成角为∠F1MF2=α.求证:△F1MF2的面积为b2tanα2.证明:∵M在椭圆上,∴由椭圆的定义,得:|MF1|+|MF2|=2a,两边平方,得|MF1|2+|MF2|2+2|MF1|·|MF2|=4a2.在△F1MF2中,由余弦定理,得|MF1|2+|MF2|2-2|MF1||MF2|cos α=|F1F2|2=4c2.由两式,得|MF1||MF2|=b2cos2α2.故S△F1MF2=12|MF1||MF2|sin α=b2tanα2.[对应学生用书P24]一、选择题1.椭圆⎩⎪⎨⎪⎧x=a cos θ,y=b sin θ(θ为参数),若θ∈[0,2π],则椭圆上的点(-a,0)对应的θ=( )A.π B.π2C.2π D.32π解析:∵点(-a,0)中x=-a,∴-a=a cos θ,∴cos θ=-1,∴θ=π.答案:A2.把椭圆的普通方程9x2+4y2=36化为参数方程是( )A.⎩⎪⎨⎪⎧x=3cos φ,y=2sin φ(φ为参数) B.⎩⎪⎨⎪⎧x=2cos φ,y=3sin φ(φ为参数)C.⎩⎪⎨⎪⎧x=9cos φ,y=4sin φ(φ为参数) D.⎩⎪⎨⎪⎧x=4cos φ,y=9sin φ(φ为参数)解析:把椭圆的普通方程9x 2+4y 2=36化为x 24+y 29=1,则b =2,a =3,其参数方程为⎩⎪⎨⎪⎧x =2cos φ,y =3sin φ(φ为参数).答案:B3.已知椭圆的参数方程⎩⎪⎨⎪⎧x =2cos t ,y =4sin t(t 为参数),点M 在椭圆上,对应参数t =π3,点O 为原点,则直线OM 的斜率为( )A. 3 B .-33C .2 3D .-2 3解析:点M 的坐标为(1,23), ∴k OM =2 3. 答案:C4.两条曲线的参数方程分别是⎩⎪⎨⎪⎧x =cos 2θ-1,y =2+sin 2θ(θ为参数)和⎩⎪⎨⎪⎧x =3cos t ,y =2sin t(t为参数),则其交点个数为( )A .0B .1C .0或1D .2解析:由⎩⎪⎨⎪⎧x =cos 2θ-1,y =2+sin 2θ,得x +y -1=0(-1≤x ≤0, 1≤y ≤2),由⎩⎪⎨⎪⎧x =3cos t ,y =2sin t 得x 29+y 24=1.如图所示,可知两曲线交点有1个.答案:B 二、填空题 5.椭圆⎩⎪⎨⎪⎧x =5cos θ,y =4sin θ(θ为参数)的离心率为________解析:椭圆方程为x 225+y 216=1,可知a =5,b =4,∴c =a 2-b 2=3,∴e =c a =35.答案:356.实数x ,y 满足3x 2+4y 2=12,则2x +3y 的最大值是________. 解析:因为实数x ,y 满足3x 2+4y 2=12, 所以设x =2cos α,y =3sin α,则 2x +3y =4cos α+3sin α=5sin(α+φ), 其中sin φ=45,cos φ=35.当sin(α+φ)=1时,2x +3y 有最大值为5. 答案:57.(湖南高考)在直角坐标系xOy中,已知曲线C 1:⎩⎪⎨⎪⎧x =t +1,y =1-2t ,(t 为参数)与曲线C 2:⎩⎪⎨⎪⎧x =a sin θ,y =3cos θ,(θ为参数,a >0)有一个公共点在x 轴上,则a =________.解析:曲线C 1的普通方程为2x +y =3,曲线C 2的普通方程为x 2a 2+y 29=1,直线2x +y =3与x 轴的交点坐标为⎝ ⎛⎭⎪⎫32,0,故曲线x 2a 2+y 29=1也经过这个点,代入解得a =32⎝ ⎛⎭⎪⎫舍去-32. 答案:32三、解答题8.已知两曲线参数方程分别为⎩⎨⎧x =5cos θ,y =sin θ(0≤θ<π)和⎩⎪⎨⎪⎧x =54t 2,y =t(t ∈R ),求它们的交点坐标.解:将⎩⎨⎧x =5cos θy =sin θ(0≤θ<π)化为普通方程得:x 25+y 2=1(0≤y ≤1,x ≠-5),将x =54t 2,y =t 代入得:516t 4+t 2-1=0,解得t 2=45,∴t =255(∵y =t ≥0),x =54t 2=54·45=1,∴交点坐标为(1,255).9.对于椭圆⎩⎪⎨⎪⎧x =a cos θ,y =b sin θ(θ为参数),如果把横坐标缩短为原来的1a倍,再把纵坐标缩短为原来的1b 倍即得到圆心在原点,半径为1的圆的参数方程⎩⎪⎨⎪⎧x =cos θ,y =sin θ(θ为参数).那么,若把圆看成椭圆的特殊情况,试讨论圆的离心率,并进一步探讨椭圆的离心率与椭圆形状的关系.解:设圆的参数方程为⎩⎪⎨⎪⎧x =r cos θ,y =r sin θ(θ为参数),如果将该圆看成椭圆,那么在椭圆中对应的数值分别为a =b =r , 所以c =a 2-b 2=0,则离心率e =ca=0.即把圆看成椭圆,其离心率为0,而椭圆的离心率的范围是(0,1),可见椭圆的离心率越小即越接近于0,形状就越接近于圆,离心率越大,椭圆越扁.10.椭圆x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0)与x 轴正向交于点A ,若这个椭圆上总存在点P ,使OP ⊥AP (O 为原点),求离心率e 的取值范围.解:设椭圆的参数方程是⎩⎪⎨⎪⎧x =a cos θ,y =b sin θ(θ为参数)(a >b >0),则椭圆上的点P (a cos θ,b sin θ),A (a,0).∵OP ⊥AP ,∴b sin θa cos θ·b sin θa cos θ-a=-1,即(a 2-b 2)cos 2θ-a 2cos θ+b 2=0. 解得cos θ=b 2a 2-b 2或cos θ=1(舍去).∵a >b ,-1≤cos θ≤1,∴0<b 2a 2-b 2≤1.把b 2=a 2-c 2代入得0<a 2-c 2c2≤1.即0<1e 2-1≤1,解得22≤e <1.故离心率e 的取值范围为⎣⎢⎡⎭⎪⎫22,1.。