高中数学第2章圆锥曲线与方程第3课时椭圆的标准方程2导学案苏教版选修11
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目录必修一第一章集合与函数概念1.1集合1.2函数及其表示1.3函数的基本性质第二章基本初等函数2.1 指数函数2.2 对数函数2.3 幂函数第三章函数的应用3.1 函数与方程3.2 函数的模型及其应用必修二第一章空间几何体1.1 空间几何体的结构1.2 空间几何体的三视图和直观图1.3 空间几何体的表面积与体积第二章点、直线、平面之间的位置关系2.1 空间点、直线、平面之间的位置关系2.2 直线、平面平行的判定及其性质2.3 直线、平面垂直的判定及其性质第三章直线与方程3.1 直线的倾斜角与斜率3.2 直线的方程3.3 直线的交点坐标与距离公式第四章圆与方程4.1 圆的方程4.2 直线、圆的位置关系4.3 空间直角坐标系必修三第一章算法初步1.1 算法与程序框图1.2 基本算法语句1.3 算法案例第二章统计2.1 随机抽样2.2 用样本估计总体2.3 变量间的相关关系第三章概率3.1 随机事件的概率3.2 古典概型3.3 几何概型必修四第一章三角函数1.1 任意角和弧度制1.2 任意角的三角函数1.3 三角函数的诱导公式1.4 三角函数的图像与性质1.5 函数sin()y A wxϕ=+的图像1.6 三角函数模型的简单应用第二章平面向量2.1 平面向量的实际背景及基本概念2.2 平面向量的线性运算2.3 平面向量的基本定理及坐标表示2.4 平面向量的数量积2.5 平面向量的应用举例第三章三角恒等变换3.1 两角和与差的正弦、余弦和正切公式3.2 简单的三角恒等变换必修5第一章解三角形1.1 正弦定理和余弦定理1.2 应用举例1.3 实习作业第二章数列2.1 数列的概念与简单表示法2.2 等差数列2.3 等差数列的前n项和2.4 等比数列2.5 等比数列的前n项和第三章不等式3.1 不等式关系与不等式3.2 一元二次不等式及其解法3.3 二元一次不等式(组)与简单的线性3.4 基本不等式:2a b+≤选修1-1第一章常用逻辑用语1.1命题及其关系1.2充分条件与必要条件1.3简单的逻辑联结词1.4全称量词与存在量词第二章圆锥曲线与方程2.1 椭圆2.2 双曲线2.3 抛物线第三章导数及其应用3.1 变化率与导数3.2 导数的计算3.3 导数在研究函数中的应用3.4 生活中的优化问题举例选修1-2第一章统计案例1.1回归分析的基本思想及其初步应用1.2 独立性检验的基本思想及其初步应用选修2-1第一章常用逻辑用语1.1命题及其关系1.2充分条件与必要条件1.3简单的逻辑联结词1.4全称量词与存在量词第二章圆锥曲线与方程2.1 椭圆2.2 双曲线2.3 抛物线2.4 直线与圆锥曲线的位置关系2.5 曲线与方程2.6 圆锥曲线中的综合问题第三章空间向量与立体几何3.1 空间向量及其运算3.2 立体几何中的向量方法选修2-2第一章导数及其应用1.1 变化率与导数1.2 导数的计算1.3 导数在研究函数中的应用1.4 生活中的优化问题举例1.5 定积分的概念1.6微积分基本定理1.7 定积分的简单应用第二章推理与证明2.1 合情推理与演绎推理2.2 直接证明与间接证明2.3 数学归纳法第三章数系的扩充与复数的引入3.1 数系的扩充和复数的概念3.2 复数代数形式的四则运算选修2-3第一章计数原理1.1分类加法计数原理与分布乘法计数原理1.2排列1.3组合1.4 二项式定理第二章随机变量及其分布2.1 离散型随机变量及其分布2.2 二项分布及其应用2.3 离散型随机变量的均值与方差2.4 正态分布第三章统计案例3.1 回归分析的基本思想及其初步应用3.2 独立性检验的基本思想及其初步应用第四章框图4.1 流程图4.2 结构图选修4-1 几何证明选讲1.相似三角形的判定及其有关性质2.直线与圆的位置关系3.圆锥曲线性质的探讨选修4-4 坐标系与参数方程1.坐标系2.参数方程选修4-5 不等式选讲1.不等式和绝对值不等式2.证明不等式的基本方法3. 柯西不等式与排序不等式。
高中数学选修2-1《圆锥曲线》教案
4. 待定系数法求圆、椭圆、双曲线以及抛物线的方程常用待定系数法求. 例4 已知抛物线y2=4x和以坐标轴为对称轴、实轴在y轴上的双曲曲线方程.分析:因为双曲线以坐标轴为对称轴,实轴在y轴上,所以可设双曲线方ax2-4b2x+a2b2=0•••抛物线和双曲线仅有两个公共点,根据它们的对称性,这两个点的横坐标应相等,因此方程ax2-4b 2x+a2b2=0 应有等根.•••△ =1664-4Q4b2=0,即卩a2=2b.(以下由学生完成)由弦长公式得:即a2b2=4b2-a 2.(三)巩固练习用十多分钟时间作一个小测验,检查一下教学效果•练习题用一小黑板给出.1 .△ ABC-边的两个端点是B(0 , 6)和C(0 , -6),另两边斜率的2. 点P与一定点F(2 , 0)的距离和它到一定直线x=8的距离的比是1 : 2,求点P的轨迹方程,并说明轨迹是什么图形?3. 求抛物线y2=2px(p >0)上各点与焦点连线的中点的轨迹方程. 答案:义法)由中点坐标公式得:(四)小结求曲线的轨迹方程一般地有直接法、定义法、相关点法、待定系数法,还有参数法、复数法也是求曲线的轨迹方程的常见方法,这等到讲了参数方程、复数以后再作介绍.五、布置作业1. 两定点的距离为6,点M到这两个定点的距离的平方和为26,求点M的轨迹方程.2. 动点P到点F1(1 , 0)的距离比它到F2(3 , 0)的距离少2,求P点的轨迹.3. 已知圆x2+y2=4上有定点A(2 , 0),过定点A作弦AB,并延长到点P,使3|AB|=2|AB|,求动点P的轨迹方程.作业答案:1. 以两定点A、B所在直线为x轴,线段AB的垂直平分线为y轴建立直角坐标系,得点M的轨迹方程x2+y2=4 2. v |PF2|-|PF|=2 ,且|F1F2| • P点只能在x轴上且x V 1,轨迹是一条射线六、板书设计教学反思:4斜率之积为4,9程.分析:由椭圆的标准方程的定义及给出的条件,容易求出a,b,c .引导学生用其他方法来解.另解:设椭圆的标准方程为2 25 31 a b 0,因点一,一在椭圆上,a b2 225 9 则 4a 2 4b 22 2a b 4;10<6例2如图,在圆x 24上任取一点P ,过点P 作x 轴的垂线段 PD , D 为垂足•当点P 在圆上运动时,线段PD 的中点M 的轨迹是什么?分析: 点P 在圆x 2 y 2 4上运动,由点 P 移动引起点 M 的运动,则称点 M 是点P 的伴随点,因点M 为线段 PD 的中点,则点 M 的坐标可由点P 来表示,从而能求点 M 的轨迹方程.引申: 设定点2xA 6,2 , P 是椭圆x252y1上动点,求线段 AP 中点M 的轨迹方程.9解法剖析:①(代入法求伴随轨迹)设M x, y , P x 1,y 1 :②(点与伴随点的关系): M为线段AP 的中点,X i y i2x 6;③(代入已知轨迹求出伴随轨迹)2y 22..X 1 '252y11 , •••点M9x的轨迹方程为一25④伴随轨迹表示的范围.例3如图,设A , B 的坐标分别为 5,0 , 5,0 .直线 AM , BM 相交于点M ,且它们的分析:若设点x, y ,则直线AM,BM 的斜率就可以用含 x, y 的式子表示,由于直线AM ,BM 的斜率之积是4 ,因此,可以求出9x, y 之间的关系式,即得到点M 的轨迹方程.解法剖析:设点M x, y ,则 k AM-^― x 5 , k BMx 5 ;x 5x 5代入点M 的集合有4-,化简即可得点 M 的轨迹方程. 9引申:如图,设△ ABC 的两个顶点 A a,0 , B a,0,顶点C 在移动,且k AC k BC k , 且k 0,试求动点C 的轨迹方程.引申目的有两点:①让学生明白题目涉及问题的一般情形;②当 色也是从椭圆的长轴T 圆的直径T 椭圆的短轴.练习:第45页1、2、3、4、 作业:第53页2、3、k 值在变化时,线段 AB 的角求点M 的轨迹方程.分析与解决问题的能力:通过学生的积极参与和积极探究,培养学生的分析问题和解决 问题的能力.思维能力:会把几何问题化归成代数问题来分析,反过来会把代数问题转化为几何问 题来思考;培养学生的会从特殊性问题引申到一般性来研究,培养学生的辩证思维能 力.实践能力:培养学生实际动手能力,综合利用已有的知识能力.创新意识能力:培养学生思考问题、并能探究发现一些问题的能力,探究解决问题的 一般的思想、方法和途径.♦过程与方法目标(1 )复习与引入过程引导学生复习由函数的解析式研究函数的性质或其图像的特点,在本节中不仅要注意通过对 椭圆的标准方程的讨论, 研究椭圆的几何性质的理解和应用,而且还注意对这种研究方法的培养.①由椭圆的标准方程和非负实数的概念能得到椭圆的范围;②由方程的性质得到椭圆的对称性;③先 定义圆锥曲线顶点的概念,容易得出椭圆的顶点的坐标及长轴、短轴的概念;④通过 题,探究椭圆的扁平程度量椭圆的离心率. 〖板书〗§ 2. 1. 2椭圆的简单几何性质.(2) 新课讲授过程(i )通过复习和预习,知道对椭圆的标准方程的讨论来研究椭圆的几何性质. 提问:研究曲线的几何特征有什么意义?从哪些方面来研究?通过对曲线的范围、对称性及特殊点的讨论,可以从整体上把握曲线的形状、 从范围、对称性、顶点及其他特征性质来研究曲线的几何性质.(ii )椭圆的简单几何性质2x一2 0,进一步得:a xax 代x ,且以 y 代y 这三个方面来研究椭圆的标准 y 轴为对称轴,原点为对称中心;即圆锥曲线的对称轴与圆锥曲线的交点叫做圆 锥曲线的顶点.因此椭圆有四个顶点,由于椭圆的对称轴有长短之分,较长的对称轴叫做长轴,较 短的叫做短轴;c④离心率: 椭圆的焦距与长轴长的比e 叫做椭圆的离心率(0 e 1 ),a当 e1 时,c a ,,b0.; 椭圆图形越扁(iii )例题讲解与引申、扩展400的长轴和短轴的长、离心率、焦点和顶点的坐标.分析:由椭圆的方程化为标准方程,容易求出a,b,c •弓I 导学生用椭圆的长轴、短轴、离心率、 焦点和顶点的定义即可求相关量.确度要求进行,没有作说明的按给定的有关量的有效数字处理;让学生参与并掌握利用信息技术探 究点的轨迹问题,培养学生学习数学的兴趣和掌握利用先进教学辅助手段的技能.♦能力目标(1)(3) (4)大小和位置.要巳8的思考冋①范围:由椭圆的标准方程可得,y 2 b 2b y b ,即椭圆位于直线x② 对称性:由以 x 代x ,以 方程发生变化没有,从而得到椭圆是以③ 顶点:先给出圆锥曲线的顶点的统一定义,y 代y 和 x 轴和 a ,同理可得:b 所围成的矩当 e 0 时,c 0,b a 椭圆越接近于圆例4求椭圆I6x 225y 2/Tn扩展:已知椭圆血5y2 5m m 0的离心率为e—,求m的值.解法剖析:依题意,m0,m 5,但椭圆的焦点位置没有确定, 应分类讨论: ①当焦点在x轴上,即0 m 5时,有a品 b 丽,c 75 ~m,二_—:得m 3;②当焦点在y轴上,即m例5如图,応b 岳c J m 5 , ••• J:5V m一种电影放映灯的反射镜面是旋转椭圆面的一部分.过对对称的截口5时,有a105253BAC是椭圆的一部分,灯丝位于椭圆的一个焦点F1上,片门位于另一个焦点F2上, 由椭圆一个焦点F1发出的光线,经过旋转椭圆面反射后集中到另一个焦点F2.已知BC F1F2,RB 2.8cm,F1F24.5cm .建立适当的坐标系,求截口BAC所在椭圆的方程.解法剖析:建立适当的直角坐标系,设椭圆的标准方程为1,算出a,b,c的值;此题应注意两点:①注意建立直角坐标系的两个原则;②关于a,b,c的近似值,原则上在没有注意精确度时,看题中其他量给定的有效数字来决定.引申:如图所示,“神舟”截人飞船发射升空,进入预定轨道开始巡天飞行,其轨道是以地球的中心F2为一个焦点的椭圆,近地点A距地面200km,远地点B距地面350km,已知地球的半径R 6371km •建立适当的直角坐标系,求出椭圆的轨迹方程.例6如图,设M x, y与定点F 4,0的距离和它到直线I : 兰的距离的比是常数4点M的轨迹方程./ 2 2 「亠「■25匚亠2MF(x 4 y ,到直线I:x 的距离d x44分析:若设点M x, y,则则容易得点M的轨迹方程.引申:(用《几何画板》探究)若点M x, y与定点F c,0的距离和它到定直线l :c距离比是常数e aac 0 ,则点M 的轨迹方程是椭圆.其中定点F c,0是焦点,2x —相应于F的准线;c由椭圆的对称性, 另一焦点F c,0 ,相应于F的准线l :练习:第52页1、作业:第53页4、教学反思:2、3、4、5、6、75ac4,求52a的c定直线l :类比椭圆:设参量b的意义:第一、便于写出双曲线的标准方程;第二、的几何意义.2 类比:写出焦点在y轴上,中心在原点的双曲线的标准方程召b (iii )例题讲解、引申与补充例1已知双曲线两个焦点分别为F15,0 , F25,0,双曲线上一点绝对值等于6,求双曲线的标准方程.分析:由双曲线的标准方程的定义及给出的条件,容易求出a,b,c的关系有明显P到R , F2距离差的2x2a1 a 0,b 0 . a,b, c.补充:求下列动圆的圆心M 的轨迹方程:① 与O C :2 22 y 2内切,且过点 A 2,0 :②与O C 1 : x 2 y 12 21 和O C2 : x y 4都外切;③与O C i :2 y 9外切,且与O C 2: x 223 y 1内切.解题剖析 半径为r :这表面上看是圆与圆相切的问题, 实际上是双曲线的定义问题•具体解: 设动圆•/ O C 与O M 内切,点A 在O C 外,• MC| r /2 MA,因此有MA 2x 2 •••点 MC 2,•点M 的轨迹是以C 、 A 为焦点的双曲线的左支,即M 的轨迹方程是MC i •••O M 与O c 1、O C 2 均外切,•••|MC 1| r 1, MC 2 r 2,因此有的轨迹是以C 2、C i 为焦点的双曲线的上支,• M 的轨迹方程是4y••• e M MC 2MC 24x 2 3MC i 1 ,与eG 外切,且e M 与e C 2内切,•- MC j4,•点M 的轨迹是以C i 、C 2为焦点的双曲线的右支,• MC 2r 1,因此M 的轨迹方程是例2已知A , B 两地相距800m ,在A 地听到炮弹爆炸声比在 B 地晚2s ,且声速为340m / s ,求炮弹爆炸点的轨迹方程. 分析:首先要判断轨迹的形状,由声学原理:由声速及 A , B 两地听到爆炸声的时间差,即可知A , B 两地与爆炸点的距离差为定值•由双曲线的定义可求出炮弹爆炸点的轨迹方程. 扩展:某中心接到其正东、正西、正北方向三个观察点的报告:正西、正北两个观察点同时听 到了一声巨响,正东观察点听到该巨响的时间比其他两个观察点晚 4s .已知各观察点到该中心的 距离都是1020m •试确定该巨响发生的位置(假定当时声音传播的速度为 340m/s ;相关点均在 同一平面内)• 解法剖析:因正西、正北同时听到巨响,则巨响应发生在西北方向或东南方向,以因正东比正西晚 4s ,则巨响应在以这两个观察点为焦点的双曲线上. 如图,以接报中心为原点 0,正东、正北方向分别为 x 轴、y 轴方向,建立直角坐标系,设 B 、C 分别是西、东、北观察点,则 A 1020,0 , B 1020,0 , C 0,1020 • 设P x,y 为巨响发生点,•/ A 、C 同时听到巨响,•OP 所在直线为y x ……①,又因B 点比A 点晚4s 听到巨响声,• PB PA 4 340 1360 m •由双曲线定义知,a 680 ,2 2c 1020 ,••• b 340^5 ,••• P点在双曲线方程为X 2y2 1 x 680……②.联立680 5 340①、②求出P点坐标为P 680 ;5,680 ,'5 •即巨响在正西北方向680、、10m处.探究:如图,设A,B的坐标分别为5,0,5,0 •直线AM,BM相交于点M,且它们4的斜率之积为,求点M的轨迹方程,并与§ 2. 1.例3比较,有什么发现?9探究方法:若设点M x,y,则直线AM , BM的斜率就可以用含x, y的式子表示,由于直线AM , BM的斜率之积是4,因此,可以求出x, y之间的关系式,即得到点M的轨迹方程.9练习:第60页1、2、3、作业:第66页1、2、2 . 3. 2双曲线的简单几何性质♦知识与技能目标了解平面解析几何研究的主要问题:(1)根据条件,求出表示曲线的方程;(2 )通过方程,研究曲线的性质.理解双曲线的范围、对称性及对称轴,对称中心、离心率、顶点、渐近线的概念;掌握双曲线的标准方程、会用双曲线的定义解决实际问题;通过例题和探究了解双曲线的第二定义,准线及焦半径的概念,利用信息技术进一步见识圆锥曲线的统一定义♦过程与方法目标(1 )复习与引入过程引导学生复习得到椭圆的简单的几何性质的方法,在本节课中不仅要注意通过对双曲线的标准方程的讨论,研究双曲线的几何性质的理解和应用,而且还注意对这种研究方法的进一步地培养.①由双曲线的标准方程和非负实数的概念能得到双曲线的范围;②由方程的性质得到双曲线的对称性;③由圆锥曲线顶点的统一定义,容易得出双曲线的顶点的坐标及实轴、虚轴的概念;④应用信息技术的《几何画板》探究双曲线的渐近线问题;⑤类比椭圆通过F56的思考问题,探究双曲线的扁平程度量椭圆的离心率. 〖板书〗§ 2. 2. 2双曲线的简单几何性质.(2) 新课讲授过程(i )通过复习和预习,对双曲线的标准方程的讨论来研究双曲线的几何性质.提问:研究双曲线的几何特征有什么意义?从哪些方面来研究?通过对双曲线的范围、对称性及特殊点的讨论,可以从整体上把握曲线的形状、大小和位置.要从范围、对称性、顶点、渐近线及其他特征性质来研究曲线的几何性质.(ii )双曲线的简单几何性质2 2①范围:由双曲线的标准方程得, 1 0,进一步得:x a ,或xa .这说b a明双曲线在不等式 x a ,或x a 所表示的区域;② 对称性:由以 x 代x ,以y 代y 和 x 代x ,且以 y 代y 这三个方面来研究双曲线的标准方程发生变化没有,从而得到双曲线是以x 轴和y 轴为对称轴,原点为对称中心;③ 顶点:圆锥曲线的顶点的统一定义,即圆锥曲线的对称轴与圆锥曲线的交点叫做圆锥曲线 的顶点.因此双曲线有两个顶点,由于双曲线的对称轴有实虚之分,焦点所在的对称轴叫做实轴, 焦点不在的对称轴叫做虚轴;c⑤ 离心率:双曲线的焦距与实轴长的比 e —叫做双曲线的离心率(e 1).a④渐近线:直线ybx 2x 叫做双曲线一 aa 2yb 2 1的渐近线;y 轴上的渐近线是扩展:求与双曲线x 2 162y —1共渐近线,2. 3, 3点的双曲线的标准方及离心率.解法剖析 :双曲线2x16291的渐近4x .①焦点在x 轴上时,设所求的双曲2线为X 216k 2 2 y 9k 2A 2;3, 3点在双曲线上,••• k 21,无解;4②焦点在y 轴上时,设所求的双曲线2x 16k 229:2 1,―A2 3, 3点在双曲线上,• k21,因此,所求双曲线42的标准方程为y9 41,离心率e5.这个要进行分类讨论,但只有一种情形有解,事实上, 3可直接设所求的双曲线的方程为2x162y一 mm R,m 0 .9(iii )例题讲解与引申、扩展例3求双曲线9y2 16x2 144的实半轴长和虚半轴长、焦点的坐标、离心率、渐近线方程.分析:由双曲线的方程化为标准方程,容易求出a,b,c.引导学生用双曲线的实半轴长、虚半轴长、离心率、焦点和渐近线的定义即可求相关量或式子,但要注意焦点在例4双曲线型冷却塔的外形,半径为12m,上口半径为13m,下口半径为25m,高为55m .试选择适当的坐标系,求出双曲线的方程(各长度量精确到1m).是双曲线的一部分绕其虚轴旋转所成的曲面如图(1),它的最小解法剖析:建立适当的直角坐标系,设双曲线的标准方程为2 2七七 1,算出a,b,c的值;a b此题应注意两点:①注意建立直角坐标系的两个原则;②关于 精确度时,看题中其他量给定的有效数字来决定.引申:如图所示,在 P 处堆放着刚购买的草皮,现要把这些草皮沿着道路 PA 或PB 送到呈矩形的足球场 ABCD 中去铺垫,已知|Ap 150m ,|Bp 100m,| BC| 60m , APB 60o •能否在足球场上画一条 “等距离”线,在“等距离”线的两侧的区域应该选择怎样的线路?说明理由.解题剖析:设M 为“等距离”线上任意一点,则|PA |AM点M 的轨迹方程.♦情感、态度与价值观目标在合作、互动的教学氛围中,通过师生之间、学生之间的交流、合作、互动实现共同探究,教 学相长的教学活动情境,结合教学内容,培养学生科学探索精神、审美观和科学世界观,激励学生 创新.必须让学生认同和掌握:双曲线的简单几何性质,能由双曲线的标准方程能直接得到双曲线 的范围、对称性、顶点、渐近线和离心率;必须让学生认同与理解:已知几何图形建立直角坐标系 的两个原则,①充分利用图形对称性,②注意图形的特殊性和一般性;必须让学生认同与熟悉:取 近似值的两个原则:①实际问题可以近似计算,也可以不近似计算,②要求近似计算的一定要按要 求进行计算,并按精确度要求进行,没有作说明的按给定的有关量的有效数字处理;让学生参与并 掌握利用信息技术探究点的轨迹问题, 培养学生学习数学的兴趣和掌握利用先进教学辅助手段的技能.♦能力目标(1) 分析与解决问题的能力:通过学生的积极参与和积极探究 ,培养学生的分析问题和解决 问题的能力.(2)思维能力:会把几何问题化归成代数问题来分析,反过来会把代数问题转化为几何问 题来思考;培养学生的会从特殊性问题引申到一般性来研究,培养学生的辩证思维能MF I 1 ^2 2 .16 ,16 J X 5y ,到直线l:x 一的距离dx — 15 5分析:若设点M x, y ,则a,b,c 的近似值,原则上在没有注意PB BM ,即BM | |AM | |Ap |Bp 50 (定值),“等距离”线是以A 、B 为焦点的双曲线的左支上的2部分,容易“等距离”线方程为x y1 35 x 625 375025,0 y 60 .理由略.例5如图,设M x, y 与定点F 5,0的距离和它到直线 15的距离的比是常数5,求4则容易得点M 的轨迹方程. 引申:《几何画板》探究点的轨迹:双曲线x, y 与定点 F c,0 的距离和它到定直线2a——的距离 c比是常数0,则点M 的轨迹方程是双曲线. 其中定点F c,02是焦点,定直线l : x —相c应于F 的准线; 另一焦点 F c,0,相应于F 的准线I : xx2力.(3) 实践能力:培养学生实际动手能力,综合利用已有的知识能力.(4)创新意识能力:培养学生思考问题、并能探究发现一些问题的能力,探究解决问题的 一般的思想、方法和途径.练习:第66页1、2、3、4、5 作业:第3、4、6补充:3.课题:双曲线第二定义教学目标:1•知识目标:掌握双曲线第二定义与准线的概念,并会简单的应用。
高中数学 第2章 圆锥曲线与方程 第3课时 椭圆的标准方程(2)教案 苏教版选修1-1
第二章 圆锥曲线与方程第3课时 椭圆的标准方程(2)教学目标:1. 进一步掌握椭圆的标准方程;2. 能根据已知条件求椭圆的标准方程.教学重点:求椭圆的标准方程教学难点:求椭圆的标准方程教学过程:Ⅰ.问题情境Ⅱ.建构数学求椭圆的标准方程Ⅲ.数学应用例1: 将圆22y x = 4上的点的横坐标保持不变,纵坐标变为原来的一半,求所得的 曲线的方程,并说明它是什么曲线?练习:长度为2的线段AB 的两个端点A 、B 分别在x 轴、y 轴上滑动,点M 分AB 的比为32,求点M 的轨迹方程.例2:已知圆A :(x +3)2+y 2=100,圆A 内一定点B (3,0),圆P 过B 点且与圆A 内切,求圆心P 的轨迹方程.练习:已知B ,C 是两个定点,|BC |=6,且ABC ∆的周长等于16,求顶点A 的轨 迹方程思考:已知圆22y x +=1,从这个圆上任意一点P 向y 轴作垂线段PP′,求线段P P ' 的中点M 的轨迹.Ⅳ.课时小结:Ⅴ.课堂检测Ⅵ.课后作业书本P 28 习题3,4中国书法艺术说课教案今天我要说课的题目是中国书法艺术,下面我将从教材分析、教学方法、教学过程、课堂评价四个方面对这堂课进行设计。
一、教材分析:本节课讲的是中国书法艺术主要是为了提高学生对书法基础知识的掌握,让学生开始对书法的入门学习有一定了解。
书法作为中国特有的一门线条艺术,在书写中与笔、墨、纸、砚相得益彰,是中国人民勤劳智慧的结晶,是举世公认的艺术奇葩。
早在5000年以前的甲骨文就初露端倪,书法从文字产生到形成文字的书写体系,几经变革创造了多种体式的书写艺术。
1、教学目标:使学生了解书法的发展史概况和特点及书法的总体情况,通过分析代表作品,获得如何欣赏书法作品的知识,并能作简单的书法练习。
2、教学重点与难点:(一)教学重点了解中国书法的基础知识,掌握其基本特点,进行大量的书法练习。
(二)教学难点:如何感受、认识书法作品中的线条美、结构美、气韵美。
(完整版)高中数学苏教版教材目录(必修+选修)
苏教版-----------------------------------必修1----------------------------------- 第1章集合1.1集合的含义及其表示1.2子集、全集、补集1.3交集、并集第2章函数2.1函数的概念2.1.1函数的概念和图象2.1.2函数的表示方法2.2函数的简单性质2.2.1函数的单调性2.2.2函数的奇偶性2.3映射的概念第3章指数函数、对数函数和幂函数3.1指数函数3.1.1分数指数幂3.1.2指数函数3.2对数函数3.2.1对数3.2.2对数函数3.3幂函数3.4函数的应用3.4.1函数与方程3.4.2函数模型及其应用-----------------------------------必修2----------------------------------- 第1章立体几何初步1.1空间几何体1.1.1棱柱、棱锥和棱台1.1.2圆柱、圆锥、圆台和球1.1.3中心投影和平行投影1.1.4直观图画法1.2点、线、面之间的位置关系1.2.1平面的基本性质1.2.2空间两条直线的位置关系1.平行直线2.异面直线1.2.3直线与平面的位置关系1.直线与平面平行2.直线与平面垂直1.2.4平面与平面的位置关系1.两平面平行2.平面垂直1.3空间几何体的表面积和体积1.3.1空间几何体的表面积1.3.2空间几何体的体积第2章平面解析几何初步2.1直线与方程2.1.1直线的斜率2.1.2直线的方程1.点斜式2.两点式3.一般式2.1.3两条直线的平行与垂直2.1.4两条直线的交点2.1.5平面上两点间的距离2.1.6点到直线的距离2.2圆与方程2.2.1圆的方程2.2.2直线与圆的位置关系2.2.3圆与圆的位置关系2.3空间直角坐标系2.3.1空间直角坐标系2.3.2空间两点间的距离-----------------------------------必修3----------------------------------- 第1章算法初步1.1算法的意义1.2流程图1.2.1顺序结构1.2.2选择结构1.2.3循环结构1.3基本算法语句1.3.1赋值语句1.3.2输入、输出语句1.3.3条件语句1.3.4循环语句1.4算法案例第2章统计2.1抽样方法2.1.1简单随机抽样1.抽签法2.随机数表法2.1.2系统抽样2.1.3分层抽样2.2总体分布的估计2.2.1频率分布表2.2.2频率分布直方图与折线图2.2.3茎叶图2.3总体特征数的估计2.3.1平均数及其估计2.3.2方差与标准差2.4线性回归方程第3章概率3.1随机事件及其概率3.1.1随机现象3.1.2随机事件的概率3.2古典概型3.3几何概型3.4互斥事件-----------------------------------必修4----------------------------------- 第1章三角函数1.1任意角、弧度1.1.1任意角1.1.2弧度制1.2任意角的三角函数1.2.1任意角的三角函数1.2.2同角三角函数关系1.2.3三角函数的诱导公式1.3三角函数的图象和性质1.3.1三角函数的周期性1.3.2三角函数的图象与性质1.3.3函数y=Asin(ωx+ψ)的图象1.3.4三角函数的应用第2章平面向量2.1向量的概念及表示2.2向量的线性运算2.2.1向量的加法2.2.2向量的减法2.2.3向量的数乘2.3向量的坐标表示2.3.1平面向量基本定理2.3.2平面向量的坐标运算2.4向量的数量积2.5向量的应用第3章三角恒等变换3.1两角和与差的三角函数3.1.1两角和与差的余弦3.1.2两角和与差的正弦3.1.3两角和与差的正切3.2二倍角的三角函数3.3几个三角恒等式-----------------------------------必修5----------------------------------- 第1章解三角形1.1正弦定理1.2余弦定理1.3正弦定理、余弦定理的应用第2章数列2.1数列2.2等差数列2.2.1等差数列的概念2.2.2等差数列的通项公式2.2.3等差数列的前n项和2.3等比数列2.3.1等比数列的概念2.3.2等比数列的通项公式2.3.3等比数列的前n项和第3章不等式3.1不等关系3.2一元二次不等式3.3二元一次不等式组与简单的线性规划问题3.3.1二元一次不等式表示的平面区域3.3.2二元一次不等式组表示的平面区域 3.3.3简单的线性规划问题3.4基本不等式2b a ab +≤)0,0(≥≥b a 3.4.1基本不等式的证明3.4.2基本不等式的应用-----------------------------------选修1-1-----------------------------------第1章 常用逻辑用语1.1命题及其关系1.1.1四种命题1.1.2充分条件和必要条件 1.2简单的逻辑联结词1.3全称量词与存在量词1.3.1量词1.3.2含有一个量词的命题的否定 第2章 圆锥曲线与方程 2.1圆锥曲线2.2椭圆2.2.1椭圆的标准方程2.2.2椭圆的几何性质2.3双曲线2.3.1双曲线的标准方程2.3.2双曲线的几何性质 2.4抛物线2.4.1抛物线的标准方程2.4.2抛物线的几何性质 2.5圆锥曲线的共同性质 第3章 导数及其应用3.1导数的概念3.1.1平均变化率3.1.2瞬时变化率——导数3.2导数的运算3.2.1常见函数的导数3.2.2函数的和、差、积、商的导数 3.3导数在研究函数中的应用3.3.1单调性3.3.2极大值和极小值3.3.3最大值和最小值3.4导数在实际生活中的应用-----------------------------------选修1-2-----------------------------------第1章 统计案例 1.1独立性检验 1.2回归分析第2章 推理与证明2.1合情推理与演绎推理2.1.1合情推理2.1.2演绎推理2.1.3推理案例欣赏 2.2直接证明与间接证明2.2.1直接证明2.2.2间接证明 第3章 数系的扩充与复数的引入 3.1数系的扩充 3.2复数的四则运算 3.3复数的几何意义 第4章 框图 4.1流程图 4.2结构图-----------------------------------选修2-1-----------------------------------第1章 常用逻辑用语1.1命题及其关系1.1.1四种命题1.1.2充分条件和必要条件 1.2简单的逻辑联结词1.3全称量词与存在量词1.3.1量词1.3.2含有一个量词的命题的否定 第2章 圆锥曲线与方程 2.1圆锥曲线2.2椭圆2.2.1椭圆的标准方程2.2.2椭圆的几何性质2.3双曲线2.3.1双曲线的标准方程2.3.2双曲线的几何性质 2.4抛物线2.4.1抛物线的标准方程2.4.2抛物线的几何性质 2.5圆锥曲线的统一定义2.6曲线与方程2.6.1曲线与方程2.6.2求曲线的方程2.6.3曲线的交点 第3章 空间向量与立体几何3.1空间向量及其运算3.1.1空间向量及其线性运算3.1.2共面向量定理3.1.3空间向量基本定理3.1.4空间向量的坐标表示3.1.5空间向量的数量积 3.2空间向量的应用3.2.1直线的方向向量与平面的法向量3.2.2空间线面关系的判定3.2.3空间的角的计算-----------------------------------选修2-2-----------------------------------第一章 导数及其应用1.1导数的概念1.1.1平均变化率1.1.2瞬时变化率——导数1.2导数的运算1.2.1常见函数的导数1.2.2函数的和、差、积、商的导数1.2.3简单复合函数的导数1.3导数在研究函数中的应用1.3.1单调性1.3.2极大值和极小值1.3.3最大值和最小值 1.4导数在实际生活中的应用1.5定积分1.5.1曲边梯形的面积1.5.2定积分1.5.3微积分基本定理 第二章 推理与证明2.1合情推理与演绎推理2.1.1合情推理2.1.2演绎推理2.1.3推理案例欣赏 2.2直接证明与间接证明2.2.1直接证明2.2.2间接证明 2.3数学归纳法第三章 数系的扩充与复数的引入 3.1数系的扩充 3.2复数的四则运算 3.3复数的几何意义-----------------------------------选修2-3-----------------------------------第一章 计数原理 1.1两个基本原理 1.2排列 1.3组合1.4计数应用题1.5二项式定理1.5.1二项式定理1.5.2二项式系数的性质及用第二章概率2.1随机变量及其概率分布2.2超几何分布2.3独立性2.3.1条件概率2.3.2事件的独立性2.4二项分布2.5随机变量的均值与方差2.5.1离散型随机变量的均值2.5.2离散型随机变量的方差与标准差2.6正态分布第三章统计案例3.1独立性检验3.2回归分析-----------------------------------选修4-1----------------------------------- 1.1 相似三角形的进一步认识1.1.1平行线分线段成比例定理1.1.2相似三角形1.2 圆的进一步认识1.2.1圆周角定理1.2.2圆的切线1.2.3圆中比例线段1.2.4圆内接四边形1.3 圆锥截线1.3.1球的性质1.3.2圆柱的截线1.3.3圆锥的截线学习总结报告-----------------------------------选修4-2----------------------------------- 2.1 二阶矩阵与平面向量2.1.1矩阵的概念2.1.2二阶矩阵与平面列向量的乘法2.2 几种常见的平面变换2.2.1恒等变换2.2.2伸压变换2.2.3反射变换2.2.4旋转变换2.2.5投影变换2.2.6切变变换2.3 变换的复合与矩阵的乘法2.3.1矩阵乘法的概念2.3.2矩阵乘法的简单性质2.4 逆变换与逆矩阵2.4.1逆矩阵的概念2.4.2二阶矩阵与二元一次方程组2.5 特征值与特征向量2.6 矩阵的简单应用学习总结报告-----------------------------------选修4-4----------------------------------- 4.1 直角坐标系4.1.1直角坐标系4.1.2极坐标系4.1.3球坐标系与柱坐标系4.2 曲线的极坐标方程4.2.1曲线的极坐标方程的意义4.2.2常见曲线的极坐标方程4.3 平面坐标系中几种常见变换4.3.1平面直角坐标系中的平移变换4.3.2平面直角坐标系中的伸缩变换4.4 参数方程4.4.1参数方程的意义4.4.2参数方程与普通方程的互化4.4.3参数方程的应用4.4.4平摆线与圆的渐开线学习总结报告-----------------------------------选修4-5----------------------------------- 5.1 不等式的基本性质5.2 含有绝对值的不等式5.2.1含有绝对值的不等式的解法5.2.2含有绝对值的不等式的证明5.3 不等式的证明5.3.1比较法5.3.2综合法和分析法5.3.3反证法5.3.4放缩法5.4 几个著名的不等式5.4.1柯西不等式5.4.2排序不等式5.4.3算术-几何平均值不等式5.5 运用不等式求最大(小)值5.5.1运用算术-几何平均值不等式求最大(小)值5.5.2运用柯西不等式求最大(小)值5.6 运用数学归纳法证明不等式学习总结报告。
高中数学 第二章(圆锥曲线与方程)椭圆导学案2(无答案)苏教版选修2 1 学案
2.2.1 椭圆的标准方程(2)班级 姓名学习目标:1.掌握椭圆的定义;2.掌握椭圆的标准方程.任务1:预习课本3330P P -页,根据课本内容填空 复习1:椭圆是怎么的定义的?椭圆上221259x y +=一点P 到椭圆的左焦点1F 的距离为3,则P 到椭圆右焦点2F 的距离是 .2:焦点在x 轴上椭圆的标准方程为 焦点在x 轴上椭圆的标准方程为 其中c b a ,,之间的关系是在椭圆的标准方程中,6a =,b =则椭圆的标准方程是 . 探究:圆22650x y x +++=的圆心和半径分别是什么?问题:圆上的所有点到 (圆心)的距离都等于 (半径) ;反之,到点(3,0)-的距离等于2的所有点都在圆 上. 任务2:认真理解椭圆的定义完成下列例题例1在圆224x y +=上任取一点P ,过点P 作x 轴的垂线段PD ,D 为垂足.当点P 在圆上运动时,线段PD 的中点M 的轨迹是什么?小结:本题可采用坐标转移法,即借助中间变量求曲线方程 变式: 若点M 在DP 的延长线上,且32DM DP =,则点M 的轨迹又是什么?例2设点,A B 的坐标分别为()()5,0,5,0-,.直线,AM BM 相交于点M ,且它们的斜率之积是49-,求点M 的轨迹方程 .变式:点,A B 的坐标是()()1,0,1,0-,直线,AM BM 相交于点M ,且直线AM 的斜率与直线BM 的斜率的商是2,点M 的轨迹是什么?《椭圆的标准方程》练习反馈1.若关于,x y 的方程22sin cos 1x y αα-=所表示的曲线是椭圆,则α在( ). A .第一象限 B .第二象限 C .第三象限 D .第四象限2.若ABC ∆的个顶点坐标(4,0)A -、(4,0)B ,ABC ∆的周长为18,则顶点C 的轨迹方程为( ).A .221259x y +=B .221259y x += (0)y ≠C .221169x y +=(0)y ≠D .221259x y +=(0)y ≠3.设定点1(0,2)F - ,2(0,2)F ,动点P 满足条件124(0)PF PF m m m+=+>,则点P 的轨迹是( ). A .椭圆 B .线段 C .不存在D .椭圆或线段4.与y 轴相切且和半圆224(02)x y x +=≤≤内切的动圆圆心的轨迹方程是 . 5. 设12,F F 为定点,|12F F |=6,动点M 满足12||||6MF MF +=,则动点M 的轨迹是 .6.已知△ABC 的一边长为6,周长为16,求顶点A 的轨迹方程.7.一动圆与圆22650x y x +++=外切,同时与圆226910x y x +--=内切,求动圆圆心的轨迹方程式,并说明它是什么曲线.8.点M 与定点(0,2)F 的距离和它到定直线8y =的距离的比是1:2,求点的轨迹方程式, 并说明轨迹是什么图形.。
高中数学第2章圆锥曲线与方程第3课时椭圆的标准方程(2)教案苏教版选修1_1
第二章 圆锥曲线与方程第3课时 椭圆的标准方程(2)教学目标:1. 进一步掌握椭圆的标准方程;2. 能根据已知条件求椭圆的标准方程.教学重点:求椭圆的标准方程教学难点:求椭圆的标准方程教学过程:Ⅰ.问题情境Ⅱ.建构数学求椭圆的标准方程Ⅲ.数学应用例1: 将圆22y x = 4上的点的横坐标保持不变,纵坐标变为原来的一半,求所得的 曲线的方程,并说明它是什么曲线?练习:长度为2的线段AB 的两个端点A 、B 分别在x 轴、y 轴上滑动,点M 分AB 的比为32,求点M 的轨迹方程.例2:已知圆A :(x +3)2+y 2=100,圆A 内一定点B (3,0),圆P 过B 点且与圆A 内 切,求圆心P 的轨迹方程.练习:已知B ,C 是两个定点,|BC |=6,且ABC ∆的周长等于16,求顶点A 的轨 迹方程思考:已知圆22y x +=1,从这个圆上任意一点P 向y 轴作垂线段PP′,求线段P P ' 的中点M 的轨迹.Ⅳ.课时小结:Ⅴ.课堂检测Ⅵ.课后作业书本P 28 习题3,4精美句子1、善思则能“从无字句处读书”。
读沙漠,读出了它坦荡豪放的胸怀;读太阳,读出了它普照万物的无私;读春雨,读出了它润物无声的柔情。
读大海,读出了它气势磅礴的豪情。
读石灰,读出了它粉身碎骨不变色的清白。
2、幸福幸福是“临行密密缝,意恐迟迟归”的牵挂;幸福是“春种一粒粟,秋收千颗子”的收获. 幸福是“采菊东篱下,悠然见南山”的闲适;幸福是“奇闻共欣赏,疑义相与析”的愉悦。
幸福是“随风潜入夜,润物细无声”的奉献;幸福是“夜来风雨声,花落知多少”的恬淡。
幸福是“零落成泥碾作尘,只有香如故”的圣洁。
幸福是“壮志饥餐胡虏肉,笑谈渴饮匈奴血”的豪壮。
幸福是“先天下之忧而忧,后天下之乐而乐”的胸怀。
幸福是“人生自古谁无死,留取丹心照汗青”的气节。
3、大自然的语言丰富多彩:从秋叶的飘零中,我们读出了季节的变换;从归雁的行列中,我读出了集体的力量;从冰雪的消融中,我们读出了春天的脚步;从穿石的滴水中,我们读出了坚持的可贵;从蜂蜜的浓香中,我们读出了勤劳的甜美。
2019-2020学年高中数学第二章圆锥曲线与方程第3课时椭圆的标准方程2导学案苏教版选修.doc
2019-2020学年高中数学第二章圆锥曲线与方程第3课时椭圆的标准方程2导学案苏教版选修 【学习目标】1.能正确运用椭圆的定义与标准方程解题;2.学会用待定系数法与定义法求曲线的方程 【问题情境】椭圆的标准方程【合作探究】1.想一想:若椭圆的方程为),0,0(12222n m n m ny m x ≠>>=+怎样判断其焦点的位置?2.椭圆的两种标准方程有什么相同点和不同点?3.用待定系数法确定椭圆的标准方程需要几个条件?【展示点拨】例1.已知一个贮油罐横截面的外轮廓是一个椭圆,他的焦距为2.4米,外轮廓线上的点到两个焦点距离的和为3米,求这个椭圆的标准方程.例2.根据下列条件求椭圆的标准方程:(1)经过两点P )31,31(,Q )21,0(-的椭圆的标准方程;(2)求经过点P (-2,3),且与椭圆364922=+y x 有共同焦点.例3.△ABC 三个角A .B .C 所对的边成等差数列,其中A (-2,0),C (2,0),求顶点B 满足的一个轨迹方程.拓展延伸:如图,已知定点A (-2,0),动点B 是圆F :64)2(22=+-y x (F 为圆心)上的一点,线段AB 的垂直平分线交BF 于P ,求动点P 的轨迹方程.例4.点P 是椭圆14522=+x y 上的一点,21,F F 两点是焦点,02130=∠PF F ,求21PF F ∆的面积.【学以致用】1.求经过两点A (2,-,B (--的椭圆的标准方程;2.求经过点P 3(1,)2,且与椭圆2212x y +=有相同焦点的椭圆的标准方程.3.求经过点)5152,2(-与椭圆124322=+y x 有共同焦点的椭圆方程.4.将圆22y x += 4上的点的横坐标保持不变,纵坐标变为原来的一半,求所得曲线的方程,并说明它是什么曲线?5.已知椭圆的方程为13422=+y x ,若点P 在椭圆上且在第二象限,且,021120=∠PF F ,求21PF F ∆的面积.第3课时 椭圆的标准方程(2)【基础训练】1.已知椭圆17922=+y x ,则a .b .c 的值分别是 . 2.已知椭圆1253622=+y x 上一点P 到椭圆一个焦点的距离为3,则点P 到另一个焦点的距离为 .3.若方程19422=-+-ky k x 表示椭圆,则参数k 的取值范围是 . 4.已知21F F 、为椭圆192522=+y x 的两个焦点,过1F 的直线交椭圆于A ,B 两点,若2212F A F B +=,则AB =______________.5.已知(4,0),(2,2)A B 是椭圆221259x y +=内的点,M 是椭圆上的动点,则||||MA MB +的最大值 .6.椭圆的焦距为6且经过点124,5P ⎛⎫ ⎪⎝⎭,则焦点在x 轴上的椭圆的标准方程_____________. 【思考应用】7.求适合下列条件的椭圆的标准方程:(1)焦点在y 轴上,225a b +=,且过点(;(2)椭圆经过两点35(,)22-,.8.已知圆心为P 的动圆过点(2,0)A ,且与圆224320x x y ++-=内切,求点P 的轨迹方程.9.已知P 为椭圆17542522=+y x 上一点,F 1,F 2是椭圆的焦点,∠F 1PF 2=60°,求△F 1PF 2的面积.10.已知P 点在以坐标轴为对称轴的椭圆上,点P 到两焦点的距离分别为435和235,过P 作长轴的垂线恰好过椭圆的一个焦点,求此椭圆的方程.【拓展提升】11.设点,A B 的坐标分别为()()5,0,5,0-,.直线,AM BM 相交于点M ,且它们的斜率之积是49-,求点M 的轨迹方程.12.已知1F .2F 为椭圆14922=+y x 的两个焦点,已知P .1F .2F 是一个直角三角形的三个顶点,且21PF PF >求21PF PF 的值.。
高中数学第2章圆锥曲线与方程2.2.1椭圆的标准方程学案苏教版选修2_1
2.2.1 椭圆的标准方程1.了解椭圆标准方程的推导.(难点)2.掌握椭圆的标准方程,会求椭圆的标准方程.(重点) 3.椭圆的两种标准方程的区分.(易混点)[基础·初探]教材整理 椭圆的标准方程阅读教材P 30~P 31思考上面内容,完成下列问题.判断(正确的打“√”,错误的打“×”)(1)椭圆的标准方程中,“标准”的条件是椭圆的焦点在坐标轴上,且两焦点关于原点对称.( )(2)椭圆的两种标准形式中,虽然焦点位置不同,但都具备a 2=b 2+c 2.( )(3)方程x 2m +y 2n=1(m >0,n >0)是椭圆的方程.( )(4)椭圆x 24+y 26=1的焦点在x 轴上.( )(5)设椭圆x 24+y 2=1的焦点为F 1,F 2,P 是椭圆上一点,则PF 1+PF 2=2.( )(6)椭圆x 212+y 28=1的焦点坐标是(±2,0).( )【解析】 (1)(2)明显正确;(3)x 2m 2+y 2n2=1中,当m =n >0时方程表示圆,故错误; (4)方程y 2的分母大于x 2的分母,故椭圆的焦点在y 轴上,故错误; (5)方程x 24+y 2=1中,a =2,所以PF 1+PF 2=4.所以错误;(6)因为a 2-b 2=12-8=4,所以c =2,即焦点坐标为(±2,0),故正确. 【答案】 (1)√ (2)√ (3)× (4)× (5)× (6)√[质疑·手记]预习完成后,请将你的疑问记录,并与“小伙伴们”探讨交流: 疑问1: 解惑: 疑问2: 解惑: 疑问3: 解惑:[小组合作型](1)椭圆的焦距为2,且过点P (-5,0);(2)两个焦点坐标分别为(0,-2),(0,2),并且经过点P ⎝ ⎛⎭⎪⎫-32,52. 【精彩点拨】 求椭圆的标准方程关键是确定焦点的位置及a ,b 的值,若不能确定焦点位置,则要根据焦点在x 轴上还是y 轴上分类讨论.【自主解答】 (1)①若椭圆的焦点在x 轴上,设其标准方程为x 2a 2+y 2b2=1(a >b >0).∵c =1,点P (-5,0)在椭圆上,∴⎩⎪⎨⎪⎧5a 2=1,a 2-b 2=1,解得⎩⎪⎨⎪⎧a 2=5,b 2=4.故椭圆的标准方程为x 25+y 24=1.②若椭圆的焦点在y 轴上,设其标准方程为y 2a 2+x 2b2=1(a >b >0),则有⎩⎪⎨⎪⎧5b2=1,a 2-b 2=1,解得⎩⎪⎨⎪⎧a 2=6,b 2=5.故椭圆的标准方程为y 26+x 25=1.故所求椭圆的方程是x 25+y 24=1或y 26+x 25=1.(2)法一: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).由椭圆的定义知 2a =⎝ ⎛⎭⎪⎫-322+⎝ ⎛⎭⎪⎫52+22+⎝ ⎛⎭⎪⎫-322+⎝ ⎛⎭⎪⎫52-22=210,∴a =10.又c =2,∴b 2=a 2-c 2=6, 所以所求椭圆的标准方程为y 210+x 26=1. 法二:设所求椭圆的标准方程为y 2a 2+x 2b2=1(a >b >0),依题意得⎩⎪⎨⎪⎧⎝ ⎛⎭⎪⎫522a 2+⎝ ⎛⎭⎪⎫-322b 2=1,a 2-b 2=4,解得⎩⎪⎨⎪⎧a 2=10,b 2=6,所以所求椭圆的标准方程为y 210+x 26=1.法三:设椭圆的标准方程为y 2a 2+x 2a 2-4=1(a >2),∵点⎝ ⎛⎭⎪⎫-32,52在椭圆上,∴254a 2+94a 2-4=1, 整理得2a 4-25a 2+50=0, 解得a 2=52(舍),a 2=10,所以所求椭圆的标准方程为y 210+x 26=1.用待定系数法求椭圆的标准方程,一般解题步骤可归纳为[再练一题]1.求满足下列条件的椭圆的标准方程.(1)两个焦点的坐标分别是(-4,0)和(4,0),且椭圆经过点(5,0); (2)焦点在y 轴上,且经过两个点(0,2)和(1,0).【解】 (1)法一: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).将点(5,0)代入上式解得a =5,又c =4, 所以b 2=a 2-c 2=25-16=9. 故所求椭圆的标准方程为x 225+y 29=1.法二:由椭圆的定义可知2a =-4-2+0+-2+0=10,∴a =5,又c =4,∴b 2=a 2-c 2=25-16=9. 故所求椭圆的标准方程为x 225+y 29=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).因为椭圆经过点(0,2)和(1,0), 所以⎩⎪⎨⎪⎧4a 2+0b 2=1,0a 2+1b 2=1⇒⎩⎪⎨⎪⎧a 2=4,b 2=1.故所求椭圆的标准方程为y 24+x 2=1.(1)若椭圆的焦点在x 轴上,求α的取值范围; (2)若椭圆的焦点在y 轴上,求α的取值范围.【精彩点拨】 (1)已知方程不是椭圆的标准形式,应先化成标准方程.(2)对于椭圆方程x 2m +y 2n=1(m >0,n >0,m ≠n )可由m ,n 的大小确定椭圆焦点的位置,列出三角不等式后求α的范围.【自主解答】 将椭圆方程x 2·sin α-y 2·cos α=1(0≤α≤2π)化为标准形式为x 21sin α+y 21-cos α=1(0≤α≤2π).(1)若方程表示焦点在x 轴上的椭圆, 则1sin α>-1cos α>0,即⎩⎪⎨⎪⎧ α∈⎝ ⎛⎭⎪⎫π2,π,tan α>-1,所以34π<α<π,即α的取值范围是⎝ ⎛⎭⎪⎫3π4,π.(2)若方程表示焦点在y 轴上的椭圆, 则-1cos α>1sin α>0,即⎩⎪⎨⎪⎧α∈⎝ ⎛⎭⎪⎫π2,π,tan α<-1,所以π2<α<3π4,即α的取值范围是⎝ ⎛⎭⎪⎫π2,3π4.1.椭圆标准方程形式:左边是“平方+平方”,分母不等,右边为“1”.2.焦点在x 轴上⇔标准方程中x 2项的分母较大,焦点在y 轴上⇔标准方程中y 2项的分母较大,因此由椭圆的标准方程判断焦点位置时要根据方程中分母的大小来判断,简记为“焦点位置看大小,焦点随着大的跑”.[再练一题]2.(1)若方程x 29-k+y 2k -3=1表示焦点在x 轴上的椭圆,则实数k 的取值范围是________.(2)已知曲线C :x 2k -5+y 23-k=-1,则“4≤k <5”是“曲线C 表示焦点在y 轴上的椭圆”的________条件.【解析】 (1)据题意可知⎩⎪⎨⎪⎧9-k >0,k -3>0,9-k >k -3,解得3<k <6,所以实数k 的取值范围是(3,6). (2)将曲线C 的方程化为x 25-k +y 2k -3=1,若曲线C 是焦点在y 轴上的椭圆,则k -3>5-k >0,即4<k <5,故“4≤k <5”是“曲线C 表示焦点在y 轴上的椭圆”的必要不充分条件.【答案】 (1)(3,6) (2)必要不充分[探究共研型]探究1 点P 是椭圆上的点,F 1,F 2是椭圆的两个焦点,|PF 1||PF 2|的最大值是什么? 【提示】 因为|PF 1|+|PF 2|=2a (定值),由基本不等式得|PF 1||PF 2|≤⎝⎛⎭⎪⎫|PF 1|+|PF 2|22=⎝ ⎛⎭⎪⎫2a 22=a 2,这时PF 1=PF 2,即P 为y 轴上的交点时,|PF 1||PF 2|取的最大值为a 2. 探究2 若∠F 1PF 2=θ,当θ取最大值时,cos θ的最小值是多少? 【提示】 在△PF 1F 2中,令PF 1=r 1,PF 2=r 2则r 1+r 2=2a ,由F 1F 2=2c ,所以cos θ=r 21+r 22-4c22r 1r 2=r 1+r 22-2r 1r 2-4c 22r 1r 2=4b 2-2r 1r 22r 1r 2=2b2r 1r 2-1≥2b 2⎝ ⎛⎭⎪⎫r 1+r 222-1=2b2a 2-1,这时θ最大, 当且仅当r 1=r 2时,cos θ取得最小值2b2a2-1.探究3 当点P 为y 轴的交点时,若∠F 1PF 2为锐角,椭圆上是否存在点M ,使∠F 1MF 2=90°;若∠F 1PF 2为钝角呢?【提示】 若∠F 1PF 2为锐角时,不存在点M ,使∠F 1MF 2=90°;若∠F 1PF 2为钝角时,根据椭圆的特点,会存在四个点M ,使∠F 1MF 2=90°.如图221所示,已知椭圆的方程为x 24+y 23=1,若点P 在第二象限,且∠PF 1F 2=120°,求△PF 1F 2的面积.图221【精彩点拨】 根据椭圆的标准方程知PF 1+PF 2=4,结合面积公式和余弦定理找到PF 1和PF 2的关系求解.【自主解答】 由已知a =2,b =3, 所以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 22=PF 21+F 1F 22-2PF 1·F 1F 2cos 120°,即PF 22=PF 21+4+2PF 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=12PF 1·F 1F 2·sin 120°=12×65×2×32=335, 即△PF 1F 2的面积是335.在椭圆中,由三条线段PF 1,PF 2,F 1F 2围成的三角形称为椭圆的焦点三角形.涉及椭圆的焦点三角形问题,可结合椭圆的定义列出PF 1+PF 2=2a ,利用这个关系式便可求出结果,因此回归定义是求解椭圆的焦点三角形问题的常用方法.[再练一题]3.若椭圆x 2100+y 264=1的焦点分别为F 1,F 2,椭圆上一点P 满足∠F 1PF 2=60°,则△F 1PF 2【解析】 由已知得|PF 1|+|PF 2|=2a =20,|F 1F 2|=2c =12.由余弦定理,知(2c )2=|PF 1|2+|PF 2|2-2|PF 1|·|PF 2|·cos 60°,即144=(|PF 1|+|PF 2|)2-3|PF 1|·|PF 2|,∴|PF 1|·|PF 2|=2563,∴S △F 1PF 2=12|PF 1|·|PF 2|·sin 60°=6433.【答案】6433[构建·体系]1.椭圆x 236+y 225=1的焦点坐标为________.【解析】 ∵a 2=36,b 2=25,∴c =a 2-b 2=11, 故焦点坐标为(11,0),(-11,0). 【答案】 (11,0),(-11,0) 2.若方程x 2k -3+y 25-k=1表示焦点在y 轴上的椭圆,则实数k 的取值范围是________.【导学号:09390022】【解析】 据题意有⎩⎪⎨⎪⎧k -3>0,5-k >0,5-k >k -3,解得3<k <4.【答案】 (3,4)3.若a =5,c =2,焦点在y 轴上的椭圆的标准方程为________.【解析】 由b 2=a 2-c 2,得b 2=25-4=21.因为焦点在y 轴上,所以椭圆的标准方程为y 225+x 221=1.【答案】y 225+x 221=1 4.已知两定点F 1(-1,0),F 2(1,0),且F 1F 2是PF 1与PF 2的等差中项,则动点P 的轨迹【解析】 由条件知PF 1+PF 2=2F 1F 2=4,即a =2.∵c =1,∴b 2=a 2-c 2=3,故动点P 的轨迹方程为x 24+y 23=1.【答案】x 24+y 23=1 5.已知椭圆经过点⎝⎛⎭⎪⎫63,3和点⎝ ⎛⎭⎪⎫223,1,求椭圆的标准方程. 【解】 设椭圆的方程为mx 2+ny 2=1(m >0,n >0,m ≠n ). 因为点⎝⎛⎭⎪⎫63,3和点⎝ ⎛⎭⎪⎫223,1都在椭圆上, 所以⎩⎪⎨⎪⎧m ·⎝ ⎛⎭⎪⎫632+n 32=1,m ·⎝ ⎛⎭⎪⎫2232+n ·12=1,即⎩⎪⎨⎪⎧2m 3+3n =1,8m 9+n =1,解得⎩⎪⎨⎪⎧m =1,n =19,所以所求的椭圆的标准方程为x 2+y 29=1.我还有这些不足:(1) (2)我的课下提升方案: (1)(2)学业分层测评 (建议用时:45分钟)[学业达标]一、填空题1.(2016·聊城高二检测)椭圆x 29+y 216=1的两个焦点为F 1,F 2,点P 在椭圆上,若| PF 1|=3,则PF 2=___________________________________________.【解析】 方程x 29+y 216=1中,a =4,则PF 1+PF 2=8,∴PF 2=2a -PF 1=8-3=5. 【答案】 52.椭圆x 2m +y 24=1的焦距为2,则m 的值为________.【解析】 ∵2c =2,∴c =1,∴m -4=1或4-m =1, ∴m =3或5. 【答案】 3或53.(2016·无锡高二检测)设F 1,F 2是椭圆x 2a 2+y 225=1(a >5)的两个焦点,且|F 1F 2|=8,弦AB 过点F 1,则△ABF 2的周长为________. 【导学号:09390023】【解析】 易知|F 1F 2|=8=2c ,即c =4,∴a 2=25+16=41,∴a =41,因为弦AB 过点F 1,所以△ABF 2的周长为AB +AF 2+BF 2=AF 1+AF 2+BF 1+BF 2=4a =441.【答案】 4414.若方程x 2m -y 2m 2-2=1表示焦点在y 轴上的椭圆,那么实数m 的取值范围是________.【解析】 ∵方程x 2m -y 2m 2-2=1表示焦点在y 轴上的椭圆,将方程改写为y 22-m 2+x 2m=1,∴有⎩⎪⎨⎪⎧2-m 2>m ,m >0,解得0<m <1. 【答案】 (0,1)5.设P 是椭圆x 216+y 212=1上一点,点P 到两焦点F 1,F 2的距离之差为2,则△PF 1F 2是________三角形(填“直角”“锐角”或“钝角”)【解析】 不妨设PF 1>PF 2,由条件知PF 1-PF 2=2,又PF 1+PF 2=2a =8,解得PF 1=5,PF 2=3.又∵F 1F 2=2c =216-12=4,∴F 1F 22+PF 22=PF 21,故△PF 1F 2是直角三角形.【答案】 直角6.设F 1,F 2是椭圆4x 249+y 26=1的两个焦点,P 是椭圆上的点,且|PF 1|∶|PF 2|=4∶3,则△PF 1F 2的面积为________.【解析】 根据椭圆定义有⎩⎪⎨⎪⎧ |PF 1|∶|PF 2|=4∶3,|PF 1|+|PF 2|=7,因此|PF 1|=4,|PF 2|=3.又因为|F 1F 2|=5,因此△PF 1F 2为直角三角形,S △PF 1F 2=12×3×4=6. 【答案】 67.过点(3,-5)且与椭圆y 225+x 29=1有相同焦点的椭圆的标准方程为________. 【解析】 椭圆y 225+x 29=1的焦点为(0,-4),(0,4),即c =4.由椭圆的定义知,2a = 3-2+-5+2+3-2+-5-2,解得a =2 5.由c 2=a 2-b 2,可得b 2=4,所以所求椭圆的标准方程为y 220+x 24=1. 【答案】 y 220+x 24=1 8.椭圆x 212+y 23=1的一个焦点为F 1,点P 在椭圆上,如果线段PF 1的中点M 在y 轴上,那么点M 的纵坐标是________.【解析】 设椭圆的另一焦点为F 2,由条件可知PF 2∥OM ,∴PF 2⊥x 轴.设P 点纵坐标为y ,则由x 212+y 23=1,得y =±32, ∴点M 的纵坐标为±34. 【答案】 ±34 二、解答题9.已知F 1,F 2是椭圆C :x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0)的两个焦点,P 为椭圆C 上的一点,且PF 1→⊥PF 2→,若△PF 1F 2的面积为9,求b 的值.【解】 如图所示,PF 1⊥PF 2,F 1F 2=2c ,根据椭圆的定义可知,PF 1+PF 2=2a ,在Rt △F 1PF 2中,PF 21+PF 22=4c 2.又S △PF 1F 2=12PF 1·PF 2=9,即PF 1·PF 2=18.∴(PF 1+PF 2)2=PF 21+PF 22+2PF 1·PF 2=4c 2+36=4a 2,∴4a 2-4c 2=36,即a 2-c 2=9,即b 2=9,∴b =3.10.求符合下列条件的参数的值或取值范围.(1)若方程x 2+ky 2=2表示焦点在x 轴上的椭圆,求k 的取值范围;(2)若椭圆8k 2x 2-ky 2=8的一个焦点为(0,7),求k 的值.【解】 (1)原方程可化为x 22+y 22k=1.∵其表示焦点在x 轴上的椭圆,∴⎩⎪⎨⎪⎧ k>0,2k <2,解得k >1.故k 的取值范围是k >1.(2)原方程可化为x 21k 2+y 28-k=1.由题意得⎩⎪⎨⎪⎧ -8k >0,-8k >1k 2,-8k -1k 2=7,即⎩⎪⎨⎪⎧ k <0,k <-18,k =-1或k =-17.故k 的值为-1或-17. [能力提升]1.在平面直角坐标系xOy 中,已知△ABC 的顶点A (-4,0)和C (4,0),顶点B 在椭圆x 225+y 29=1上,则sin A +sin C sin B的值为________. 【导学号:09390024】 【解析】 由椭圆的标准方程可知,椭圆的焦点在x 轴上,且半焦距c =a 2-b 2=25-9=4,2a =10.∴A (-4,0)和C (4,0)是椭圆的左、右焦点.∵点B 在椭圆上,∴|BA |+|BC |=2a =10,∴sin A +sin C sin B =2R sin A +2R sin C 2R sin B =|BC |+|BA ||AC |=108=54(R 为△ABC 外接圆的半径). 【答案】 542.已知点P 在以坐标轴为对称轴的椭圆上,且P 到两焦点的距离分别为5,3,过P 且与x 轴垂直的直线恰过椭圆的一个焦点,则椭圆的方程为________.【解析】 由题意知椭圆焦点在x 轴上,设所求的椭圆方程为x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0), 由已知条件得⎩⎪⎨⎪⎧ 2a =5+3,c 2=52-32,解得a =4,c =2,b 2=12. 故所求方程为x 216+y 212=1. 【答案】 x 216+y 212=1 3.(2016·漳州模拟)“mn >0”是“方程mx 2+ny 2=1表示的曲线是椭圆”的________条件.【解析】 由方程mx 2+ny 2=1,得x 21m +y 21n =1,所以要使方程mx 2+ny 2=1表示的曲线是椭圆,则⎩⎪⎨⎪⎧ 1m >0,1n >0,m ≠n ,即m >0,n >0且m ≠n .所以,“mn >0”是“方程mx 2+ny 2=1表示的曲线是椭圆”的必要不充分条件.【答案】 必要不充分4.已知椭圆的标准方程为x 225+y 2m 2=1(m >0),焦距为6,求实数m 的值.【解】 ①当椭圆焦点在x 轴上时,由2c =6,得c =3.由椭圆的标准方程为x 225+y 2m 2=1(m >0),得a 2=25,b 2=m 2,所以m 2=25-9=16.因为m >0,所以m =4.②当椭圆焦点在y 轴上时,由2c =6,得c =3.由椭圆的标准方程为x 225+y 2m 2=1(m >0),得a 2=m 2,b 2=25,所以m 2=25+9=34.因为m >0,所以m =34.综上所述,实数m 的值为4或34.。
高中数学第二章圆锥曲线与方程2.1_2.2圆锥曲线及椭圆2—椭圆的几何性质导学案苏教版选修1_1
椭圆的几何性质课程标准;经历从实际背景中抽象出椭圆的过程,掌握椭圆的标准方程[目标细化],椭圆的几何性质[目标细化]1. 会由方程研究性质,以及由性质求方程,会画图;2. 掌握,,,a b c e 的几何意义以及它们之间的相互关系3. 认识特征三角形与焦点三角形中的定量与变量,以及二者的关系。
[重点难点]重点:1,2(目标中心)难点:3(目标中心)[学习过程]一、预习导航1.椭圆的两个标准方程的几何性质与特征比较(填写以下空格)2.椭圆上两个重要三角形:(1)椭圆上任意一点(,)(0)p x y y ≠与两焦点1F ,2F 构成12PF F ∆称为焦点三角形,焦点三角形的周长为 __________ ,12cos F PF ∠=____________________(2)椭圆的一个焦点、中心和短轴的一个端点构成了一个直角三角形,称为椭圆的特征三角形,三边关系为___________________3.离心率的取值对椭圆扁圆程度的影响:(1)当1e →时,c a →,b =_____________(2)当0e →时,0c →,b a →,椭圆越_____________二、牛刀小试1.求下列椭圆的长轴长和短轴长,焦点坐标,顶点坐标,离心率(1)22981x y += (2)22259225x y +=(3)221625x y += (4)22451x y +=2.根据下列条件求椭圆的标准方程(1)长轴长和短轴长分别是8和6, (2)焦距是12,离心率是34,焦点在x 轴上 焦点在x 轴上(3)经过点(2,0)P -,(0,3)Q - 两点 (4)一焦点坐标(3,0)-,一顶点坐标为(0,5)三、展示自我.根据下列条件求椭圆的标准方程1.焦点在x 轴上,焦距为2,椭圆上一点M 与两焦点的距离之和等于62.一个焦点坐标(3,0),过点A (5,0)-4. 一个焦点坐标(0,4),过点B (1四、巩固提高1.已知椭圆2255kx y +=的一个焦点坐标是(2,0),求k 的值2.已知1F ,2F 是椭圆22194x y +=的两个焦点,点P 在椭圆上,如果12PF F ∆是直角三角形,求P 点坐标。
宿迁市高中数学第2章圆锥曲线与方程第3课时椭圆的标准方程2导学案苏教版
第3课时 椭圆的标准方程(2) 【学习目标】 1.能正确运用椭圆的定义与标准方程解题; 2.学会用待定系数法与定义法求曲线的方程【问题情境】椭圆的标准方程焦点在x 轴上 焦点在y 轴上 标准方程图象焦点坐标a .b .c 的关系【合作探究】1.想一想:若椭圆的方程为),0,0(12222n m n m ny m x ≠>>=+怎样判断其焦点的位置?2.椭圆的两种标准方程有什么相同点和不同点?3.用待定系数法确定椭圆的标准方程需要几个条件?【展示点拨】例1.已知一个贮油罐横截面的外轮廓是一个椭圆,他的焦距为2.4米,外轮廓线上的点到两个焦点距离的和为3米,求这个椭圆的标准方程.例2.根据下列条件求椭圆的标准方程:(1)经过两点P )31,31(,Q )21,0(-的椭圆的标准方程;(2)求经过点P (-2,3),且与椭圆364922=+y x 有共同焦点.例3.△ABC 三个角A .B .C 所对的边成等差数列,其中A (-2,0),C (2,0),求顶点B 满足的一个轨迹方程.拓展延伸:如图,已知定点A (-2,0),动点B 是圆F :64)2(22=+-y x (F 为圆心)上的一点,线段AB 的垂直平分线交BF 于P ,求动点P 的轨迹方程.例4.点P 是椭圆14522=+x y 上的一点,21,F F 两点是焦点,02130=∠PF F ,求21PF F ∆的面积.【学以致用】1.求经过两点A (2,2-,B (--的椭圆的标准方程;2.求经过点P 3(1,)2,且与椭圆2212x y +=有相同焦点的椭圆的标准方程.3.求经过点)5152,2(-与椭圆124322=+y x 有共同焦点的椭圆方程.4.将圆22y x += 4上的点的横坐标保持不变,纵坐标变为原来的一半,求所得曲线的方程,并说明它是什么曲线?5.已知椭圆的方程为13422=+y x ,若点P 在椭圆上且在第二象限,且,021120=∠PF F ,求21PF F ∆的面积.第3课时 椭圆的标准方程(2)【基础训练】1.已知椭圆17922=+y x ,则a .b .c 的值分别是 . 2.已知椭圆1253622=+y x 上一点P 到椭圆一个焦点的距离为3,则点P 到另一个焦点的距离为 .3.若方程19422=-+-ky k x 表示椭圆,则参数k 的取值范围是 . 4.已知21F F 、为椭圆192522=+y x 的两个焦点,过1F 的直线交椭圆于A ,B 两点,若2212F A F B +=,则AB =______________.5.已知(4,0),(2,2)A B 是椭圆221259x y +=内的点,M 是椭圆上的动点,则||||MA MB +的最大值 .6.椭圆的焦距为6且经过点124,5P ⎛⎫ ⎪⎝⎭,则焦点在x 轴上的椭圆的标准方程_____________. 【思考应用】7.求适合下列条件的椭圆的标准方程:(1)焦点在y 轴上,225a b +=,且过点(0);(2)椭圆经过两点35(,)22-,.8.已知圆心为P 的动圆过点(2,0)A ,且与圆224320x x y ++-=内切,求点P 的轨迹方程.9.已知P 为椭圆17542522=+y x 上一点,F 1,F 2是椭圆的焦点,∠F 1PF 2=60°,求△F 1PF 2的面积.10.已知P 点在以坐标轴为对称轴的椭圆上,点P 到两焦点的距离分别为435和235,过P 作长轴的垂线恰好过椭圆的一个焦点,求此椭圆的方程.【拓展提升】11.设点,A B 的坐标分别为()()5,0,5,0-,.直线,AM BM 相交于点M ,且它们的斜率之积是49-,求点M 的轨迹方程.12.已知1F .2F 为椭圆14922=+y x 的两个焦点,已知P .1F .2F 是一个直角三角形的三个顶点,且21PF PF > 求21PF PF 的值.。
高中数学 第2章 圆锥曲线与方程 2.1.2 椭圆的几何性质
第三课时 椭圆的简单几何性质教学目标1、能利用椭圆中的基本量a 、b 、c 、e 熟练地求椭圆的标准方程2、掌握椭圆的参数方程,会用参数方程解一些简单的问题3、培养理解能力,知识应用能力 教学过程 1、复习回顾⑴说出椭圆x 2/4+y 2=1的范围、长轴长、短轴长、离心率、顶点和焦点坐标、准线方程。
⑵求中心在原点,过点)2/3,1(P ,一条准线方程是043=-x 的椭圆方程。
1211673,142222=+=+y x y x ⑶我国发射的第一颗人造地球卫星的运行轨道,是以地心(地球的中心)F 2为一个焦点的椭圆,已知它的近地点A (离地面最近的点)距地面439km ,远地点B (离地面最远的点)距地面2384km ,并且A 、B 、F 2在同一直线上,地球半径约为6371km ,求卫星的运行轨道方程(精确到1km )。
分析:几个概念的理解,坐标系的建立,由a +c ,a -c 求a 、b 、c 。
x 2/77832+y 2/77222=1 2、探索研究椭圆参数方程的推导以原点为圆心,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B 作BM ⊥AN ,垂足为M ,求当半径OA 绕点O 旋转时点M 的轨迹方程。
解:设点M 的坐标为(x,y),φ是以Ox 为始边,OA 为终边的正角。
取φ为参数,则⎩⎨⎧====ϕϕsin ||cos ||OB NM y OA ON x ,即⎩⎨⎧==ϕϕs in c o sb y a x 这就是点M 的轨迹的参数方程,消去参数φ后得到方程x 2/a 2+y 2/b 2=1,由此可知点M 的轨迹是椭圆。
点评:这道题给出了椭圆的一种画法。
大家想一想:画椭圆的方法有几种? 3、反思应用例1 将椭圆方程x 2/16+y 2/9=1化为参数方程。
)<是参数,πϕϕϕϕ20(sin 3cos 4≤⎩⎨⎧==y x 例2 在椭圆x 2+8y 2=8上到直线l :x -y +4=0距离最短的点的坐标是______,最短距离是___。
高中数学 第二章 圆锥曲线与方程 2.1 椭圆 2.1.1 椭圆及其标准方程导学案 北师大版选修11
2.1.1 椭圆及其标准方程学习目标 1.了解椭圆的实际背景,经历从具体情境中抽象出椭圆的过程、椭圆标准方程的推导与化简过程.2.掌握椭圆的定义、标准方程及几何图形.知识点一椭圆的定义思考1 给你两个图钉、一根无弹性的细绳、一张纸板能画出椭圆吗?答案固定两个图钉,绳长大于图钉间的距离是画出椭圆的关键.思考2 在上述画出椭圆的过程中,你能说出笔尖(动点)满足的几何条件吗?答案笔尖(动点)到两定点(绳端点的固定点)的距离之和始终等于绳长.梳理把平面内到两个定点F1,F2的距离之和等于常数(大于|F1F2|)的点的集合叫作椭圆,这两个定点F1,F2叫作椭圆的焦点,两个焦点F1,F2间的距离叫作椭圆的焦距.知识点二椭圆的标准方程思考1 椭圆方程中,a、b以及参数c有什么几何意义,它们满足什么关系?答案椭圆方程中,a表示椭圆上的点M到两焦点间距离之和的一半,可借助图形帮助记忆,a、b、c(都是正数)恰构成一个直角三角形的三条边,a是斜边,c是焦距的一半.a、b、c始终满足关系式a2=b2+c2.思考2 椭圆定义中,为什么要限制常数|PF1|+|PF2|=2a>|F1F2|?答案只有当2a>|F1F2|时,动点M的轨迹才是椭圆;当2a=|F1F2|时,点的轨迹是线段F1F2;当2a<|F1F2|时,满足条件的点不存在.梳理焦点在x轴上焦点在y轴上标准方程x2a2+y2b2=1(a>b>0)y2a2+x2b2=1(a>b>0)图形焦点坐标F1(-c,0),F2(c,0)F1(0,-c),F2(0,c) a,b,c的关系c2=a2-b2类型一 求椭圆的标准方程命题角度1 焦点位置已知求椭圆的方程 例1 求适合下列条件的椭圆的标准方程: (1)焦点在x 轴上,a ∶b =2∶1,c =6; (2)经过点(3,15),且与椭圆x 225+y 29=1有共同的焦点. 解 (1)∵c =6,∴a 2-b 2=c 2=6.①又由a ∶b =2∶1,得a =2b ,代入①,得4b 2-b 2=6,解得b 2=2,∴a 2=8. 又∵焦点在x 轴上,∴椭圆的标准方程为x 28+y 22=1.(2)方法一 椭圆x 225+y 29=1的焦点为(-4,0)和(4,0),由椭圆的定义可得 2a =3+42+15-02+3-42+15-02,∴2a =12,即a =6.∵c =4,∴b 2=a 2-c 2=62-42=20, ∴椭圆的标准方程为x 236+y 220=1.方法二 由题意可设椭圆的标准方程为x 225+λ+y 29+λ=1, 将x =3,y =15代入上面的椭圆方程,得 3225+λ+1529+λ=1, 解得λ=11或λ=-21(舍去), ∴椭圆的标准方程为x 236+y 220=1.反思与感悟 用待定系数法求椭圆的标准方程的基本思路:首先根据焦点的位置设出椭圆的方程,然后根据条件建立关于待定系数的方程(组),再解方程(组)求出待定系数,最后写出椭圆的标准方程.跟踪训练1 求适合下列条件的椭圆的标准方程:(1)两个焦点的坐标分别是(0,-2),(0,2),并且椭圆经过点(-32,52);(2)焦点在x 轴上,且经过两个点(2,0)和(0,1).解 (1)∵椭圆的焦点在y 轴上,∴设椭圆的标准方程为y 2a 2+x 2b2=1(a >b >0).由椭圆的定义知, 2a = -322+52+22+-322+52-22=210,即a =10.又c =2, ∴b 2=a 2-c 2=6.∴所求椭圆的标准方程为y 210+x 26=1.(2)∵椭圆的焦点在x 轴上,∴设椭圆的标准方程为x 2a 2+y 2b2=1(a >b >0).又椭圆经过点(2,0)和(0,1),∴⎩⎪⎨⎪⎧4a 2+0b 2=1,0a 2+1b 2=1,∴⎩⎪⎨⎪⎧a 2=4,b 2=1.∴所求椭圆的标准方程为x 24+y 2=1.命题角度2 焦点位置未知求椭圆的方程 例2 求经过(2,-2)和⎝ ⎛⎭⎪⎫-1,142两点的椭圆的标准方程. 解 方法一 若焦点在x 轴上,设椭圆的标准方程为x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0). 由已知条件得⎩⎪⎨⎪⎧4a 2+2b2=1,1a 2+144b 2=1,解得⎩⎪⎨⎪⎧a 2=8,b 2=4.故所求椭圆的标准方程为x 28+y 24=1.若焦点在y 轴上,设椭圆的标准方程为y 2a 2+x 2b2=1(a >b >0).同理,得a 2=4,b 2=8,而a 2<b 2,与焦点在y 轴上矛盾. 综上可知,所求椭圆的标准方程为x 28+y 24=1.方法二 设椭圆的一般方程为Ax 2+By 2=1(A >0,B >0,A ≠B ). 将点(2,-2),⎝ ⎛⎭⎪⎫-1,142代入, 得⎩⎪⎨⎪⎧4A +2B =1,A +144B =1,解得⎩⎪⎨⎪⎧A =18,B =14.故所求椭圆的标准方程为x 28+y 24=1.反思与感悟 如果不能确定焦点的位置,那么求椭圆的标准方程有以下两种方法:一是分类讨论,分别就焦点在x 轴上和焦点在y 轴上设出椭圆的标准方程,再解答;二是设出椭圆的一般方程Ax 2+By 2=1(A >0,B >0,A ≠B ),再解答.跟踪训练2 求经过A (0,2)和B (12,3)两点的椭圆的标准方程.解 方法一 当焦点在x 轴上时,可设椭圆的标准方程为x 2a 2+y 2b2=1(a >b >0),∵A (0,2),B (12,3)在椭圆上,∴⎩⎨⎧4b 2=1,122a 2+32b2=1,解得⎩⎪⎨⎪⎧a 2=1,b 2=4,这与a >b 相矛盾,故应舍去.当焦点在y 轴上时,可设椭圆的标准方程为y 2a 2+x 2b 2=1(a >b >0), ∵A (0,2),B (12,3)在椭圆上,∴⎩⎨⎧4a 2=1,32a 2+122b2=1,解得⎩⎪⎨⎪⎧a 2=4,b 2=1,∴椭圆的标准方程为y 24+x 2=1,综上可知,椭圆的标准方程为y 24+x 2=1.方法二 设椭圆的标准方程为mx 2+ny 2=1(m >0,n >0,m ≠n ). ∵A (0,2),B (12,3)在椭圆上,∴⎩⎪⎨⎪⎧4n =1,14m +3n =1,∴⎩⎪⎨⎪⎧m =1,n =14,∴椭圆的标准方程为x 2+y 24=1.类型二 椭圆方程中参数的取值范围 例3 “方程x 2m -1+y 23-m=1表示焦点在y 轴上的椭圆”的充分不必要条件是( )A.1<m <32B.1<m <2C.2<m <3D.1<m <3答案 A 解析 要使方程x 2m -1+y 23-m=1表示焦点在y 轴上的椭圆,则m 应满足⎩⎪⎨⎪⎧m -1>0,3-m >0,3-m >m -1,解得1<m <2, ∵A 选项中{m |1<m <32}{m |1<m <2},故选A.反思与感悟 (1)利用椭圆方程解题时,一般首先要化成标准形式.(2)x 2m +y2n=1表示椭圆的条件是⎩⎪⎨⎪⎧ m >0,n >0,m ≠n ;表示焦点在x 轴上的椭圆的条件是⎩⎪⎨⎪⎧ m >0,n >0,m >n ;表示焦点在y 轴上的椭圆的条件是⎩⎪⎨⎪⎧m >0,n >0,n >m .跟踪训练3 已知x 2sin α+y 2cos α=1(0≤α≤π)表示焦点在x 轴上的椭圆.求α的取值范围.解 x 2sin α+y 2cos α=1, 可化为x 21sin α+y 21cos α=1, 由题意知⎩⎪⎨⎪⎧1sin α>1cos α,1sin α>0,1cos α>0,0≤α≤π,解得0<α<π4.∴α的取值范围是⎝⎛⎭⎪⎫0,π4.类型三 椭圆定义的应用例4 如图所示,点P 是椭圆x 25+y 24=1上的一点,F 1和F 2是焦点,且∠F 1PF 2=30°,求△F 1PF 2的面积.解 在椭圆x 25+y 24=1中,a =5,b =2,∴c =a 2-b 2=1. 又∵P 在椭圆上,∴|PF 1|+|PF 2|=2a =25, ①由余弦定理知,|PF 1|2+|PF 2|2-2|PF 1|·|PF 2|·cos 30° =|F 1F 2|2=(2c )2=4, ②①式两边平方,得|PF 1|2+|PF 2|2+2|PF 1|·|PF 2|=20, ③③-②,得(2+3)|PF 1|·|PF 2|=16, ∴|PF 1|·|PF 2|=16(2-3).∴12F PF S △=12|PF 1|·|PF 2|·sin 30°=8-4 3.引申探究在例4中,若图中的直线PF 1与椭圆相交于另一点B ,连接BF 2,其他条件不变,求△BPF 2的周长.解 由椭圆的定义,可得△BPF 2的周长为|PB |+|PF 2|+|BF 2| =(|PF 1|+|PF 2|)+(|BF 1|+|BF 2|) =2a +2a =4a =4 5.反思与感悟 (1)对于求焦点三角形的面积,结合椭圆定义,建立关于|PF 1|(或|PF 2|)的方程求得|PF 1|(或|PF 2|);有时把|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,这样可以减少运算量.(2)焦点三角形的周长等于2a +2c .设∠F 1PF 2=θ,则焦点三角形的面积为b 2tan θ2.跟踪训练 4 已知椭圆的方程为x 24+y 23=1,椭圆上有一点P 满足∠PF 1F 2=90°(如图).求△PF 1F 2的面积.解 由已知得a =2,b =3, 所以c =a 2-b 2=4-3=1. 从而|F 1F 2|=2c =2.在△PF 1F 2中,由勾股定理可得 |PF 2|2=|PF 1|2+|F 1F 2|2, 即|PF 2|2=|PF 1|2+4.又由椭圆定义知|PF 1|+|PF 2|=2×2=4, 所以|PF 2|=4-|PF 1|.从而有(4-|PF 1|)2=|PF 1|2+4. 解得|PF 1|=32.所以△PF 1F 2的面积S =12·|PF 1|·|F 1F 2|=12×32×2=32,即△PF 1F 2的面积是32.1.已知F 1,F 2是定点,|F 1F 2|=8,动点M 满足|MF 1|+|MF 2|=8,则动点M 的轨迹是( ) A.椭圆 B.直线 C.圆 D.线段答案 D解析 ∵|MF 1|+|MF 2|=8=|F 1F 2|, ∴点M 的轨迹是线段F 1F 2.2.已知椭圆4x 2+ky 2=4的一个焦点坐标是(0,1),则实数k 的值是( ) A.1 B.2 C.3 D.4 答案 B解析 由题意得,椭圆标准方程为x 2+y 24k=1,又其一个焦点坐标为(0,1),故4k-1=1,解得k =2.3.“m >n >0”是“方程mx 2+ny 2=1表示焦点在y 轴上的椭圆”的( ) A.充分不必要条件 B.必要不充分条件 C.充要条件D.既不充分又不必要条件答案 C解析 方程可化为x 21m+y 21n=1.若m >n >0,则0<1m <1n,可得方程为焦点在y 轴上的椭圆.若方程表示焦点在y 轴上的椭圆,则1n >1m>0,可得m >n >0.4.已知椭圆的焦点在y 轴上,其上任意一点到两焦点的距离和为8,焦距为215,则此椭圆的标准方程为________. 答案y 216+x 2=1 解析 由已知得2a =8,2c =215, ∴a =4,c =15, ∴b 2=a 2-c 2=16-15=1, ∴椭圆的标准方程为y 216+x 2=1.5.已知椭圆x 249+y 224=1上一点P 与椭圆两焦点F 1、F 2的连线夹角为直角,则|PF 1|·|PF 2|=________. 答案 48解析 依题意知,a =7,b =26,c =49-24=5, 所以|F 1F 2|=2c =10. 由于PF 1⊥PF 2,所以由勾股定理得|PF 1|2+|PF 2|2=|F 1F 2|2, 即|PF 1|2+|PF 2|2=100.又由椭圆定义知|PF 1|+|PF 2|=2a =14, 所以(|PF 1|+|PF 2|)2-2|PF 1|·|PF 2|=100, 即196-2|PF 1|·|PF 2|=100. 解得|PF 1|·|PF 2|=48.1.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,轨迹是线段F 1F 2;当2a <|F 1F 2|时,轨迹不存在.2.对于求解椭圆的标准方程一般有两种方法:可以通过待定系数法求解,也可以通过椭圆的定义进行求解.3.用待定系数法求椭圆的标准方程时,若已知焦点的位置,可直接设出标准方程;若焦点位置不确定,可分两种情况求解,也可设Ax 2+By 2=1(A >0,B >0,A ≠B )求解,避免了分类讨论,达到了简化运算的目的.40分钟课时作业一、选择题1.已知两定点F 1(-1,0),F 2(1,0),且|F 1F 2|是|PF 1|与|PF 2|的等差中项,则动点P 的轨迹方程是( ) A.x 216+y 29=1 B.x 216+y 212=1C.x 24+y 23=1 D.x 23+y 24=1 答案 C解析 ∵|F 1F 2|是|PF 1|和|PF 2|的等差中项, ∴|PF 1|+|PF 2|=2|F 1F 2|=2×2=4>|F 1F 2|. ∴点P 的轨迹应是以F 1,F 2为焦点的椭圆. ∵c =1,a =2.∴动点P 的轨迹方程为x 24+y 23=1.2.设α∈(0,π2),方程x 2sin α+y2cos α=1是表示焦点在y 轴上的椭圆,则α的取值范围为( ) A.(0,π4]B.(π4,π2)C.(0,π4)D.[π4,π2)答案 C解析 ∵焦点在y 轴上,∴cos α>sin α, 即sin(π2-α)>sin α,又α∈(0,π2),∴π2-α>α,即α∈(0,π4).3.曲线x 225+y 29=1与x 29-k +y 225-k =1(0<k <9)的关系是( ) A.有相等的焦距,相同的焦点 B.有相等的焦距,不同的焦点C.有不等的焦距,不同的焦点D.以上都不对答案 B解析 曲线x 225+y 29=1的焦点在x 轴上. 对于曲线x 29-k +y 225-k=1, ∵0<k <9,∴25-k >9-k >0, ∴焦点在y 轴上,故两者的焦点不同.∵25-9=(25-k )-(9-k )=16=c 2,∴2c =8,即两者焦距相等.故选B.4.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( ) A.2B.4C.8D.32 答案 B解析 如图,F 2为椭圆右焦点,连接MF 2,则ON 是△F 1MF 2的中位线,∴|ON |=12|MF 2|,又|MF 1|=2,|MF 1|+|MF 2|=2a =10,∴|MF 2|=8,∴|ON |=4.5.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 答案 D解析 ∵a +9a ≥2 a ·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.6.已知椭圆x 24+y 2=1的焦点为F 1,F 2,点M 在该椭圆上,且MF 1→·MF 2→=0,则点M 到x 轴的距离为( )A.233B.263C.33D. 3 答案 C解析 ∵MF 1→·MF 2→=0,∴MF 1→⊥MF 2→,由|MF 1|+|MF 2|=4,① 又|MF 1|2+|MF 2|2=(23)2=12,②由①与②可得,|MF 1|·|MF 2|=2,设M 到x 轴的距离为h ,则|MF 1|·|MF 2|=|F 1F 2|h , h =223=33. 二、填空题7.若椭圆的两个焦点为F 1(-3,0),F 2(3,0),椭圆的弦AB 过点F 1,且△ABF 2的周长等于20,该椭圆的标准方程为________________.答案 x 225+y 216=1 解析 如图,∵△ABF 2的周长等于20,∴4a =20,即a =5,又c =3,∴b 2=a 2-c 2=52-32=16.∴椭圆的标准方程为x 225+y 216=1. 8.已知椭圆x 210-m +y 2m -2=1的焦距为4,则m =________________________________. 答案 4或8解析 (1)当焦点在x 轴上时,10-m -(m -2)=4,解得m =4.(2)当焦点在y 轴上时,m -2-(10-m )=4,解得m =8,∴m =4或8.9.若方程x 225-m +y 2m +9=1表示焦点在y 轴上的椭圆,则实数m 的取值范围是____________. 答案 (8,25)解析 依题意有⎩⎪⎨⎪⎧25-m >0,m +9>0,m +9>25-m ,解得8<m <25. 10.已知F 1、F 2是椭圆C :x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0)的两个焦点,P 为椭圆C 上一点,且PF 1→⊥PF 2→.若△PF 1F 2的面积为9,则b =________. 答案 3 解析 由椭圆定义,得|PF 1|+|PF 2|=2a , ∴|PF 1|2+|PF 2|2+2|PF 1|·|PF 2|=4a 2.又∵PF 1→⊥PF 2→,∴|PF 1|2+|PF 2|2=|F 1F 2|2=(2c )2=4c 2,即4c 2+2|PF 1|·|PF 2|=4a 2,∴|PF 1|·|PF 2|=2b 2,∴12PF F S V =12·|PF 1|·|PF 2|=12×2b 2=b 2=9, 又∵b >0,∴b =3.三、解答题 11.P 是椭圆x 2a 2+y 2b 2=1 (a >b >0)上的任意一点,F 1,F 2是它的两个焦点,O 为坐标原点,OQ →=PF 1→+PF 2→,求动点Q 的轨迹方程.解 由OQ →=PF 1→+PF 2→,又PF 1→+PF 2→=2PO →=-2OP →,设Q (x ,y ),则OP →=-12OQ →=-12(x ,y ) =⎝ ⎛⎭⎪⎫-x 2,-y 2,即P 点坐标为⎝ ⎛⎭⎪⎫-x 2,-y 2,又P 点在椭圆上, ∴⎝ ⎛⎭⎪⎫-x 22a 2+⎝ ⎛⎭⎪⎫-y 22b 2=1,即x 24a 2+y 24b2=1, ∴动点Q 的轨迹方程为x 24a 2+y 24b2=1 (a >b >0). 12.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 2b 2=1(a >b >0). 设焦点F 1(-c ,0),F 2(c ,0)(c >0). ∵F 1A ⊥F 2A ,∴F 1A →·F 2A →=0,而F 1A →=(-4+c ,3),F 2A →=(-4-c ,3), ∴(-4+c )·(-4-c )+32=0,∴c 2=25,即c =5.∴F 1(-5,0),F 2(5,0).∴2a =|AF 1|+|AF 2|=-4+52+32+-4-52+32 =10+90=410.∴a =210,∴b 2=a 2-c 2=(210)2-52=15.∴所求椭圆的标准方程为x 240+y 215=1.13.已知椭圆y 2a 2+x 2b 2=1(a >b >0)的焦点分别为F 1(0,-1),F 2(0,1),且3a 2=4b 2.(1)求椭圆的方程;(2)设点P 在这个椭圆上,且|PF 1|-|PF 2|=1,求∠F 1PF 2的余弦值. 解 (1)由题意得椭圆焦点在y 轴上,且c =1. 又∵3a 2=4b 2,∴a 2-b 2=14a 2=c 2=1,∴a 2=4,b 2=3,∴椭圆的标准方程为y 24+x 23=1.(2)如图所示,|PF 1|-|PF 2|=1.又由椭圆定义知,|PF 1|+|PF 2|=4, ∴|PF 1|=52,|PF 2|=32,|F 1F 2|=2,∴cos ∠F 1PF 2=522+322-222×52×32=35.。
高中数学 第2章 圆锥曲线与方程 2.1.1 椭圆定义及其标准方程教案 湘教版选修11
椭圆定义及其标准方程一、背景介绍解读大纲,结合新一轮课程改革的精神,我们不难发现数学教学“不应只限于接受、记忆、模仿和练习,高中数学课程还应倡导自主探索,动手实践、合作交流、阅读自学等学习数学的方式,使学生的学习过程成为教师引导下的‘再创造’过程,要设立‘数学探索’教学建模等学习活动,让学生体验数学发现和创造的历程。
”二、教学过程1、创设情景,引出课题——椭圆定义及其标准方程。
教师:我们以前学习过圆,请同学们回忆一下圆的定义。
学生1:平面上到定点的距离等于定长的点的轨迹。
教师:我们是怎么画圆的呢?(课前要求学生每人准备一块硬纸板,两颗图钉及一根定长绳子)谁上黑板来演示呢?学生2:(上黑板来演示)教师:“圆是动点P到定点O的距离为常数的点的轨迹”说成“圆是动点P到定点O的来回距离之和为常数的点的轨迹”,行吗?学生:(齐声地)行。
教师:现在把这根绳子的两端分别系在两颗图钉上,并分开固定在两个点F1、F2上,并保持拉紧状态移动铅笔,请你们再画一画会是什么样的曲线?学生:(动手画椭圆)教师:(演示几位学生所画的椭圆)我们看到这个曲线的形状正是一个压扁了的圆,我们称为椭圆。
(黑板上写出课题:椭圆定义及其标准方程)大家看,椭圆是一个很美的图形,生活中你在哪里见过椭圆的这种曲线,能否举例呢?学生:地球运动轨迹,……等等。
2、通过实验,自主探究,椭圆的定义以及椭圆的扁圆与焦距定线段长之间的关系。
教师:刚才大家对椭圆有了形象上的认识,我们不仅作出了椭圆这个曲线,而且还在生活实践中找到它的应用,下面我们能否给出它的定义呢?学生3:椭圆是平面上到两个定点的距离之和为常数的点的轨迹。
(教师在黑板上写出学生总结的椭圆定义)教师:很好。
(教师拿起两个学生所画的椭圆展示)同学们画椭圆时,线段是一样长的,为什么我们所画出的椭圆不一样,有扁有圆呢?学生4:这与两定点F1、F2的位置有关。
教师:很好。
我们改变一下F1、F2的位置,大家画一画椭圆,看一看到底有何关系?学生5:F1、F2位置越近椭圆愈圆,F1、F2位置越远椭圆愈扁。
高中数学 第2章 圆锥曲线与方程 2.1.2 椭圆的简单几何性质教案 湘教版选修11
2.1.2椭圆的简单几何性质◆ 知识与技能目标了解用方程的方法研究图形的对称性;理解椭圆的范围、对称性及对称轴,对称中心、离心率、顶点的概念;掌握椭圆的标准方程、会用椭圆的定义解决实际问题;通过例题了解椭圆的第二定义,准线及焦半径的概念,利用信息技术初步了解椭圆的第二定义.◆ 过程与方法目标(1)复习与引入过程引导学生复习由函数的解析式研究函数的性质或其图像的特点,在本节中不仅要注意通过对椭圆的标准方程的讨论,研究椭圆的几何性质的理解和应用,而且还注意对这种研究方法的培养.①由椭圆的标准方程和非负实数的概念能得到椭圆的范围;②由方程的性质得到椭圆的对称性;③先定义圆锥曲线顶点的概念,容易得出椭圆的顶点的坐标及长轴、短轴的概念;④通过P 48的思考问题,探究椭圆的扁平程度量椭圆的离心率.〖板书〗§2.1.2椭圆的简单几何性质.(2)新课讲授过程(i )通过复习和预习,知道对椭圆的标准方程的讨论来研究椭圆的几何性质. 提问:研究曲线的几何特征有什么意义?从哪些方面来研究?通过对曲线的范围、对称性及特殊点的讨论,可以从整体上把握曲线的形状、大小和位置.要从范围、对称性、顶点及其他特征性质来研究曲线的几何性质.(ii )椭圆的简单几何性质①范围:由椭圆的标准方程可得,222210y x b a=-≥,进一步得:a x a -≤≤,同理可得:b y b -≤≤,即椭圆位于直线x a =±和y b =±所围成的矩形框图里;②对称性:由以x -代x ,以y -代y 和x -代x ,且以y -代y 这三个方面来研究椭圆的标准方程发生变化没有,从而得到椭圆是以x 轴和y 轴为对称轴,原点为对称中心;③顶点:先给出圆锥曲线的顶点的统一定义,即圆锥曲线的对称轴与圆锥曲线的交点叫做圆锥曲线的顶点.因此椭圆有四个顶点,由于椭圆的对称轴有长短之分,较长的对称轴叫做长轴,较短的叫做短轴;④离心率: 椭圆的焦距与长轴长的比ac e =叫做椭圆的离心率(10<<e ),⎩⎨⎧→→→椭圆图形越扁时当01a ,,b ,c e ;⎩⎨⎧→→→椭圆越接近于圆时当a ,b ,c e 00 . (iii )例题讲解与引申、扩展例4 求椭圆221625400x y +=的长轴和短轴的长、离心率、焦点和顶点的坐标.分析:由椭圆的方程化为标准方程,容易求出,,a b c .引导学生用椭圆的长轴、短轴、离心率、焦点和顶点的定义即可求相关量.扩展:已知椭圆()22550mx y m m +=>的离心率为e =m 的值. 解法剖析:依题意,0,5m m >≠,但椭圆的焦点位置没有确定,应分类讨论:①当焦点在x 轴上,即05m <<时,有a b c ===,∴=,得3m =;②当焦点在y 轴上,即5m >时,有,a b c =,∴253m =⇒=. 例5 如图,一种电影放映灯的反射镜面是旋转椭圆面的一部分.过对对称的截口BAC 是椭圆的一部分,灯丝位于椭圆的一个焦点1F 上,片门位于另一个焦点2F 上,由椭圆一个焦点1F 发出的光线,经过旋转椭圆面反射后集中到另一个焦点2F .已知12BC F F ⊥,1 2.8F B cm =,12 4.5F F cm =.建立适当的坐标系,求截口BAC 所在椭圆的方程.解法剖析:建立适当的直角坐标系,设椭圆的标准方程为22221x y a b+=,算出,,a b c 的值;此题应注意两点:①注意建立直角坐标系的两个原则;②关于,,a b c 的近似值,原则上在没有注意精确度时,看题中其他量给定的有效数字来决定.引申:如图所示, “神舟”截人飞船发射升空,进入预定轨道开始巡天飞行,其轨道是以地球的中心2F 为一个焦点的椭圆,近地点A 距地面200km ,远地点B 距地面350km ,已知地球的半径6371R km =.建立适当的直角坐标系,求出椭圆的轨迹方程.例6如图,设(),M x y 与定点()4,0F 的距离和它到直线l :254x =的距离的比是常数45,求点M 的轨迹方程.分析:若设点(),M x y ,则M F =,到直线l :254x =的距离254d x =-,则容易得点M 的轨迹方程. 引申:(用《几何画板》探究)若点(),M x y 与定点(),0F c的距离和它到定直线l :2a x c =的距离比是常数c e a=()0a c >>,则点M 的轨迹方程是椭圆.其中定点(),0F c 是焦点,定直线l :2a x c=相应于F 的准线;由椭圆的对称性,另一焦点(),0F c '-,相应于F '的准线l ':2a x c=-. ◆ 情感、态度与价值观目标在合作、互动的教学氛围中,通过师生之间、学生之间的交流、合作、互动实现共同探究,教学相长的教学活动情境,结合教学内容,培养学生科学探索精神、审美观和科学世界观,激励学生创新.必须让学生认同和掌握:椭圆的简单几何性质,能由椭圆的标准方程能直接得到椭圆的范围、对称性、顶点和离心率;必须让学生认同与理解:已知几何图形建立直角坐标系的两个原则,①充分利用图形对称性,②注意图形的特殊性和一般性;必须让学生认同与熟悉:取近似值的两个原则:①实际问题可以近似计算,也可以不近似计算,②要求近似计算的一定要按要求进行计算,并按精确度要求进行,没有作说明的按给定的有关量的有效数字处理;让学生参与并掌握利用信息技术探究点的轨迹问题,培养学生学习数学的兴趣和掌握利用先进教学辅助手段的技能.◆能力目标(1) 分析与解决问题的能力:通过学生的积极参与和积极探究,培养学生的分析问题和解决问题的能力.(2) 思维能力:会把几何问题化归成代数问题来分析,反过来会把代数问题转化为几何问题来思考;培养学生的会从特殊性问题引申到一般性来研究,培养学生的辩证思维能力.(3) 实践能力:培养学生实际动手能力,综合利用已有的知识能力.(4) 创新意识能力:培养学生思考问题、并能探究发现一些问题的能力,探究解决问题的一般的思想、方法和途径.练习:作业:。
高中数学 第二章 圆锥曲线与方程 2.2 椭圆学案 苏教版
2.2椭圆2.2.1 椭圆的标准方程在平面直角坐标系中,已知A (-2,0),B (2,0),C (0,2),D (0,-2).问题1:若动点P 满足PA +PB =6,设P 的坐标为(x ,y ),则x ,y 满足的关系式是什么? 提示:由两点间距离公式得x +2+y 2+x -2+y 2=6,化简得x 29+y 25=1.问题2:若动点P 满足PC +PD =6,设P 的坐标为(x ,y ),则x 、y 满足什么关系? 提示:由两点间距离公式得x 2+y -2+x 2+y +2=6,化简得y 29+x 25=1.椭圆的标准方程1.标准方程中的两个参数a 和b ,确定了椭圆的形状和大小,是椭圆的定形条件.a ,b ,c 三者之间a 最大,b ,c 大小不确定,且满足a 2=b 2+c 2.2.两种形式的标准方程具有共同的特征:方程右边为1,左边是两个非负分式的和,并且分母为不相等的正值.当椭圆焦点在x 轴上时,含x 项的分母大;当椭圆焦点在y 轴上时,含y 项的分母大,已知椭圆的方程解题时,应特别注意a >b >0这个条件.[对应学生用书P20][例1] 求适合下列条件的椭圆的标准方程: (1)经过两点(2,-2),⎝ ⎛⎭⎪⎫-1,142; (2)过点(3,-5),且与椭圆y 225+x 29=1有相同的焦点.[思路点拨] (1)由于椭圆焦点的位置不确定,故可分焦点在x 轴上和在y 轴上两种情况进行讨论.也可利用椭圆的一般方程Ax 2+By 2=1(其中A >0,B >0,A ≠B ),直接求A ,B .(2)求出焦点,然后设出相应方程,将点(3,-5)代入,即可求出a ,b ,则标准方程易得.[精解详析] (1)法一:若焦点在x 轴上,设椭圆的标准方程为x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0). 由已知条件得⎩⎪⎨⎪⎧ 4a 2+2b 2=1,1a 2+144b 2=1,解得⎩⎪⎨⎪⎧ 1a 2=18,1b 2=14.所以所求椭圆的标准方程为x 28+y 24=1.若焦点在y 轴上,设椭圆的标准方程为y 2a 2+x 2b 2=1(a >b >0). 由已知条件得⎩⎪⎨⎪⎧4b 2+2a2=1,1b 2+144a 2=1,解得⎩⎪⎨⎪⎧1b 2=18,1a 2=14.即a 2=4,b 2=8,则a 2<b 2,与题设中a >b >0矛盾,舍去. 综上,所求椭圆的标准方程为x 28+y 24=1.法二:设椭圆的一般方程为Ax 2+By 2=1(A >0,B >0,A ≠B ).将两点(2,-2),⎝ ⎛⎭⎪⎫-1,142代入,得⎩⎪⎨⎪⎧4A +2B =1,A +144B =1,解得⎩⎪⎨⎪⎧A =18,B =14,所以所求椭圆的标准方程为x 28+y 24=1.(2)因为所求椭圆与椭圆y 225+x 29=1的焦点相同,所以其焦点在y 轴上,且c 2=25-9=16.设它的标准方程为y 2a 2+x 2b2=1(a >b >0).因为c 2=16,且c 2=a 2-b 2,故a 2-b 2=16.① 又点(3,-5)在椭圆上,所以()-52a 2+32b 2=1,即5a 2+3b2=1.②由①②得b 2=4,a 2=20, 所以所求椭圆的标准方程为y 220+x 24=1. [一点通] 求椭圆标准方程的一般步骤为:1.求适合下列条件的椭圆的标准方程:(1)两个焦点的坐标分别为(-4,0),(4,0),且椭圆经过点(5,0); (2)经过两点P ⎝ ⎛⎭⎪⎫13,13,Q ⎝ ⎛⎭⎪⎫0,-12. 解:(1)由已知得:c =4,a =5.b 2=a 2-c 2=25-16=9.故所求椭圆方程为x 225+y 29=1.(2)设椭圆方程为Ax 2+By 2=1.(A >0,B >0,A ≠B ) 由已知得, ⎩⎪⎨⎪⎧19A +19B =1,14B =1,解得:⎩⎪⎨⎪⎧B =4,A =5,故所求椭圆方程为y 214+x 215=1.2.求适合下列条件的椭圆的方程.(1)焦点在x 轴上,且经过点(2,0)和点(0,1);(2)焦点在y 轴上,与y 轴的一个交点为P (0,-10),P 到它较近的一个焦点的距离等于2.解:(1)因为椭圆的焦点在x 轴上,所以可设它的标准方程为x 2a 2+y 2b2=1(a >b >0).∵椭圆经过点(2,0)和(0,1), ∴⎩⎪⎨⎪⎧22a 2+0b 2=1,0a 2+1b 2=1,∴⎩⎪⎨⎪⎧a 2=4,b 2=1,故所求椭圆的标准方程为x 24+y 2=1. (2)∵椭圆的焦点在y 轴上,所以可设它的标准方程为y 2a 2+x 2b2=1(a >b >0).∵P (0,-10)在椭圆上,∴a =10. 又∵P 到它较近的一个焦点的距离等于2, ∴-c -(-10)=2,故c =8, ∴b 2=a 2-c 2=36, ∴所求椭圆的标准方程是y 2100+x 236=1.[例2] 已知方程x 2·sin α-y 2·cos α=1(0≤α≤2π)表示椭圆. (1)若椭圆的焦点在x 轴上,求α的取值范围. (2)若椭圆的焦点在y 轴上,求α的取值范围.[思路点拨] (1)已知的方程不是椭圆的标准形式,应先化成标准方程.(2)对于椭圆方程x 2m +y 2n=1(m >0,n >0,m ≠n )可由m ,n 的大小确定椭圆焦点的位置,列出三角不等式后求α的范围.[精解详析] 将椭圆方程x 2·sin α-y 2·cos α=1(0≤α≤2π)化为标准形式为x 21sin α+y 21-cos α=1(0≤α≤2π).(1)若方程表示焦点在x 轴上的椭圆,则1sin α>-1cos α>0,即⎩⎪⎨⎪⎧ α∈⎝ ⎛⎭⎪⎫π2,π,tan α>-1,所以34π<α<π.即α的取值范围是⎝ ⎛⎭⎪⎫3π4,2π.(2)若方程表示焦点在y 轴上的椭圆,则-1cos α>1sin α>0,即⎩⎪⎨⎪⎧α∈⎝ ⎛⎭⎪⎫π2,π,tan α<-1,所以π2<α<3π4.即α的取值范围是⎝ ⎛⎭⎪⎫π2,3π4.[一点通] 对于讨论椭圆方程中参数的取值范围问题,一般的解题方法是根据题设条件给出的焦点位置,结合对应的标准方程应满足的条件,建立一个含参数的不等式组,通过求解不等式组得到参数的取值范围.3.如果方程x 2a 2+y 2a +6=1表示焦点在x 轴上的椭圆,则实数a 的取值范围是________.解析:由于椭圆的焦点在x 轴上,所以⎩⎪⎨⎪⎧a 2>a +6,a +6>0,即⎩⎪⎨⎪⎧a +a -a >-6.解得a >3或-6<a <-2.答案:(3,+∞)∪(-6,-2) 4.已知方程x 2k -5+y 23-k=-1表示椭圆,求k 的取值范围.解:方程x 2k -5+y 23-k=-1可化为x 25-k+y 2k -3=1,由椭圆的标准方程可得⎩⎪⎨⎪⎧5-k >0,k -3>0,5-k ≠k -3,得3<k <5,且k ≠4.所以满足条件的k 的取值范围是{k |3<k <5,且k ≠4}.[例3] 如图所示,已知椭圆的方程为4+3=1,若点P 在第二象限,且∠PF 1F 2=120°,求△PF 1F 2的面积.[思路点拨] 根据椭圆的标准方程知PF 1+PF 2=4,结合面积公式和余弦定理找到PF 1和PF 2的关系求解.[精解详析] 由已知a =2,b =3, 所以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 22=PF 21+F 1F 22-2PF 1·F 1F 2cos 120°,即PF 22=PF 21+4+2PF 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=12PF 1·F 1F 2·sin 120°=12×65×2×32=335, 即△PF 1F 2的面积是3 35.[一点通] 在椭圆中,由三条线段PF 1,PF 2,F 1F 2围成的三角形称为椭圆的焦点三角形.涉及椭圆的焦点三角形问题,可结合椭圆的定义列出PF 1+PF 2=2a ,利用这个关系式便可求出结果,因此回归定义是求解椭圆的焦点三角形问题的常用方法.5.已知两定点F 1(-1,0)、F 2(1,0),且F 1F 2是PF 1与PF 2的等差中项,则动点P 的轨迹方程是________.解析:∵F 1(-1,0),F 2(1,0),∴F 1F 2=2. ∵F 1F 2是PF 1与PF 2的等差中项, ∴2F 1F 2=PF 1+PF 2, 即PF 1+PF 2=4,∴点P 在以F 1,F 2为焦点的椭圆上, ∵2a =4,a =2,c =1,∴b 2=3. ∴椭圆的方程是x 24+y 23=1.答案:x 24+y 23=16.设F 1,F 2是椭圆x 29+y 24=1的两个焦点,P 是椭圆上的点,且PF 1∶PF 2=2∶1,则△F 1PF 2的面积等于________.解析:由x 29+y 24=1,得a =3,b =2,∴c 2=a 2-b 2=5.∴c = 5.∴F 1F 2=2 5.由⎩⎪⎨⎪⎧PF 1+PF 2=6,PF 1∶PF 2=2∶1,得⎩⎪⎨⎪⎧PF 1=4,PF 2=2.∴PF 21+PF 22=F 1F 22. ∴△F 1PF 2为直角三角形. ∴S △F 1PF 2=12PF 1·PF 2=4.答案:47.如图,已知F 1,F 2是椭圆x 2100+y 236=1的两个焦点.(1)若椭圆上一点P 到焦点F 1的距离等于15,那么点P 到另一个焦点F 2的距离是多少? (2)过F 1作直线与椭圆交于A ,B 两点,试求△ABF 2的周长. 解:由椭圆的标准方程可知a 2=100,所以a =10.(1)由椭圆的定义得PF 1+PF 2=2a =20,又PF 1=15,所以PF 2=20-15=5,即点P 到焦点F 2的距离为5.(2)△ABF 2的周长为AB +AF 2+BF 2=(AF 1+BF 1)+AF 2+BF 2=(AF 1+AF 2)+(BF 1+BF 2). 由椭圆的定义可知AF 1+AF 2=2a ,BF 1+BF 2=2a ,故AB +AF 2+BF 2=4a =40.用待定系数法求椭圆的标准方程时,若已知焦点的位置,可直接设出标准方程;若焦点位置不确定,可分两种情况求解;也可设Ax 2+By 2=1(A >0,B >0,A ≠B )求解,避免了分类讨论,达到了简化运算的目的.[对应课时跟踪训练(八)]1.若椭圆x 225+y 29=1上一点P 到一个焦点的距离为5,则P 到另一个焦点的距离为________.解析:由椭圆定义知,a =5,P 到两个焦点的距离之和为2a =10,因此,到另一个焦点的距离为5.答案:52.椭圆25x 2+16y 2=1的焦点坐标是________.解析:椭圆的标准方程为x 2125+y 2116=1,故焦点在y 轴上,其中a 2=116,b 2=125,所以c 2=a 2-b 2=116-125=9400,故c =320.所以该椭圆的焦点坐标为⎝⎛⎭⎪⎫0,±320. 答案:⎝⎛⎭⎪⎫0,±3203.已知方程(k 2-1)x 2+3y 2=1是焦点在y 轴上的椭圆,则k 的取值范围是________. 解析:方程(k 2-1)x 2+3y 2=1可化为x 21k 2-1+y 213=1. 由椭圆焦点在y 轴上,得⎩⎪⎨⎪⎧k 2-1>0,1k 2-1<13.解之得k >2或k <-2.答案:(-∞,-2)∪(2,+∞)4.已知F 1,F 2为椭圆x 225+y 29=1的两个焦点,过F 1的直线交椭圆于A ,B 两点.若|F 2A |+|F 2B |=12,则|AB |=________.解析:由题意,知(|AF 1|+|AF 2|)+(|BF 1|+|BF 2|)=|AB |+|AF 2|+|BF 2|=2a +2a ,又由a =5,可得|AB |+(|BF 2|+|AF 2|)=20,即|AB |=8.答案:85.已知P 为椭圆x 225+4y275=1上一点,F 1,F 2是椭圆的焦点,∠F 1PF 2=60°,则△F 1PF 2的面积为________.解析:在△F 1PF 2中,F 1F 22=PF 21+PF 22-2PF 1·PF 2cos 60°,即25=PF 21+PF 22-PF 1·PF 2.① 由椭圆的定义,得 10=PF 1+PF 2.②由①②,得PF 1·PF 2=25,∴S △F 1PF 2=12PF 1·PF 2sin 60°=25 34.答案:25 346.求适合下列条件的椭圆的标准方程:(1)以(0,5)和(0,-5)为焦点,且椭圆上一点P 到两焦点的距离之和为26; (2)以椭圆9x 2+5y 2=45的焦点为焦点,且经过M (2,6). 解:(1)∵椭圆的焦点在y 轴上,∴设它的标准方程为y 2a 2+x 2b2=1(a >b >0).∵2a =26,2c =10,∴a =13,c =5. ∴b 2=a 2-c 2=144. ∴所求椭圆的标准方程为y 2169+x 2144=1. (2)法一:由9x 2+5y 2=45, 得y 29+x 25=1,c 2=9-5=4, 所以其焦点坐标为F 1(0,2),F 2(0,-2).设所求椭圆的标准方程为y 2a 2+x 2b2=1(a >b >0).由点M (2,6)在椭圆上,所以MF 1+MF 2=2a , 即2a =-2+6-2+-2+6+2=43,所以a =23,又c =2,所以b 2=a 2-c 2=8, 所以所求椭圆的标准方程为y 212+x 28=1. 法二:由法一知,椭圆9x 2+5y 2=45的焦点坐标为F 1(0,2),F 2(0,-2), 则设所求椭圆方程为y 2λ+4+x 2λ=1(λ>0), 将M (2,6)代入,得6λ+4+4λ=1(λ>0), 解得λ=8或λ=-2(舍去). 所以所求椭圆的标准方程为y 212+x 28=1.7.如图,设点P 是圆x 2+y 2=25上的动点,点D 是点P 在x 轴上的投影,M 为PD 上一点,且MD =45PD ,当P 在圆上运动时,求点M 的轨迹C 的方程.解:设M 点的坐标为(x ,y ),P 点的坐标为(x P ,y P ),由已知易得⎩⎪⎨⎪⎧x P =x ,y P =54y .∵P 在圆上,∴x 2+(54y )2=25.即轨迹C 的方程为x 225+y 216=1.8.已知动圆M 过定点A (-3,0),并且内切于定圆B :(x -3)2+y 2=64,求动圆圆心M 的轨迹方程.解:设动圆M 的半径为r , 则|MA |=r ,|MB |=8-r , ∴|MA |+|MB |=8,且8>|AB |=6,∴动点M 的轨迹是椭圆,且焦点分别是A (-3,0),B (3,0),且2a =8, ∴a =4,c =3, ∴b 2=a 2-c 2=16-9=7.∴所求动圆圆心M 的轨迹方程是x 216+y 27=1.2.2.2 椭圆的几何性质建立了椭圆的标准方程后,我们就可以通过方程研究椭圆的几何性质.以方程x 2a 2+y 2b2=1(a >b >0)为例,试着完成下列问题:问题1:方程中对x ,y 有限制的范围吗?提示:由y 2b 2=1-x 2a2≥0,得-a ≤x ≤a .同理-b ≤y ≤b .问题2:在方程中,用-x 代x ,-y 代y ,方程的形式是否发生了变化? 提示:不变.问题3:方程与坐标轴的交点坐标是什么? 提示:令x =0,得y =±b ;令y=0,得x=±a;与x轴的交点为(a,0),(-a,0),与y轴的交点为(0,b),(0,-b).椭圆的几何性质1.椭圆的对称性椭圆的图像关于x轴成轴对称,关于y轴成轴对称,关于原点成中心对称.2.椭圆的离心率与椭圆形状变化间的关系(1)0<e<1,e越趋近于1,越扁,越趋近于0,越圆(可以根据字体1很扁、0很圆进行记忆).(2)当e→0,c→0时,椭圆变圆,直至成为极限位置圆,此时也可认为圆为椭圆在e=0时的特例.(3)当e→1,c→a,椭圆变扁,直至成为极限位置线段F1F2,此时也可认为F1F2为椭圆在e=1时的特例.[对应学生用书P23][例1] 求椭圆81x 2+y 2=81的长轴和短轴的长及其焦点和顶点坐标,离心率. [思路点拨] 本题中椭圆的方程不是标准形式,故先化为标准形式后求出a ,b ,c ,再根据焦点位置写出相应的几何性质.[精解详析] 椭圆的方程可化为x 2+y 281=1,∴a =9,b =1,∴c =81-1=80=4 5, ∴椭圆的长轴和短轴长分别为18,2. ∵椭圆的焦点在y 轴上,故其焦点坐标为F 1(0,-4 5),F 2(0,4 5), 顶点坐标为A 1(0,-9),A 2(0,9),B 1(-1,0),B 2(1,0),e =c a =4 59.[一点通] 求椭圆几何性质参数时,应把椭圆化成标准方程,注意分清焦点的位置,这样便于直观写出a ,b 的值,进而求出c ,写出椭圆的几何性质参数.1.若椭圆x 2m +y 24=1的离心率为13,则m 的值为________.解析:当m >4时,由c 2=a 2-b 2=m -4, 得m -4m=13.解得m =92. 当m <4时,由c 2=a 2-b 2=4-m , 得4-m 2=13,解得m =329. 答案:92或3292.求椭圆4x 2+9y 2=36的长轴长、焦距、焦点坐标、顶点坐标和离心率. 解: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.[例2] 求适合下列条件的椭圆的标准方程: (1)长轴长为20,离心率等于45;(2)长轴长是短轴长的2倍,且过点(2,-6).[思路点拨] 先确定椭圆的焦点位置,不能确定的要分情况讨论,然后设出标准方程,再利用待定系数法求出a 、b 、c ,得到椭圆的标准方程.[精解详析] (1)∵2a =20,e =c a =45,∴a =10,c =8,b 2=a 2-c 2=36.由于椭圆的焦点可能在x 轴上,也可能在y 轴上,所以所求椭圆的标准方程为x 2100+y 236=1或y 2100+x 236=1.(2)设椭圆的标准方程为x 2a 2+y 2b 2=1或y 2a 2+x 2b2=1(a >b >0).由已知a =2b ,①且椭圆过点(2,-6),从而有 22a 2+-2b 2=1或-2a 2+22b2=1.②由①②得a 2=148,b 2=37或a 2=52,b 2=13. 故所求椭圆的标准方程为x 2148+y 237=1或y 252+x 213=1. [一点通] 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,可以确定焦点所在的坐标轴;而已知椭圆的离心率、长轴长、短轴长或焦距时,则不能确定焦点所在的坐标轴.3.已知椭圆G 的中心在坐标原点,长轴在x 轴上,离心率为32,且G 上一点到G 的两个焦点的距离之和为12,则椭圆G 的方程为________________.解析:由题意得2a =12,c a =32,所以a =6,c =33,b =3. 故椭圆方程为x 236+y 29=1.答案:x 236+y 29=14.求满足下列条件的椭圆的标准方程: (1)焦点在y 轴上,焦距是4,且经过点M (3,2); (2)离心率为513,且椭圆上一点到两焦点的距离的和为26.解:(1)由焦距是4可得c =2,且焦点坐标为(0,-2),(0,2). 由椭圆的定义知, 2a =32++2+32+-2=8,所以a =4,所以b 2=a 2-c 2=16-4=12.又焦点在y 轴上,所以椭圆的标准方程为y 216+x 212=1.(2)由题意知,2a =26,即a =13,又e =c a =513,所以c =5,所以b 2=a 2-c 2=132-52=144, 因为焦点所在的坐标轴不确定,所以椭圆的标准方程为x 2169+y 2144=1或y 2169+x 2144=1.[例3] 已知椭圆M :x 2a 2+y 2b2=1(a >b >0)的左,右焦点分别为F 1,F 2.P 是椭圆M 上的任一点,且PF 1·PF 2的最大值的取值范围为⎣⎢⎡⎦⎥⎤12c 2,3c 2,其中c 2=a 2-b 2,求椭圆的离心率的取值范围.[思路点拨] 由P 是椭圆上一点,知PF 1+PF 2=2a ,进而设法求出PF 1·PF 2的最大值,再由已知的范围求出离心率e 的范围.[精解详析] ∵P 是椭圆上一点, ∴PF 1+PF 2=2a ,∴2a =PF 1+PF 2≥2 PF 1·PF 2,即PF 1·PF 2≤a 2,当且仅当PF 1=PF 2时取等号. ∴12c 2≤a 2≤3c 2,∴13≤c 2a 2≤2, ∴13≤e 2≤2,∴33≤e ≤ 2. ∵0<e <1,∴33≤e <1, ∴椭圆的离心率的取值范围是⎣⎢⎡⎭⎪⎫33,1. [一点通](1)椭圆的离心率的求法:①直接求a ,c 后求e ,或利用e =1-b 2a 2,求出ba后求e .②将条件转化为关于a ,b ,c 的关系式,利用b 2=a 2-c 2消去b .等式两边同除以a 2或a 4构造关于ca(e )的方程求e .(2)求离心率范围时,常需根据条件或椭圆的范围建立不等式关系,通过解不等式求解,注意最后要与区间(0,1)取交集.5.若一个椭圆长轴的长度、短轴的长度和焦距成等差数列,则该椭圆的离心率是________.解析:设椭圆的长轴长为2a ,短轴长为2b ,焦距为2c , 则由已知得2a +2c =4b . 即a +c =2b , 又a 2=b 2+c 2,解得a =54b ,c =34b ,e =35.答案:356.椭圆M :x 2a 2+y 2b2=1(a >b >0)的左、右焦点分别为F 1、F 2,P 为椭圆M 上任一点,且1PF ·2PF 的最大值的取值范围是[c 2,3c 2],其中c =a 2-b 2,则椭圆M 的离心率e 的取值范围是________.解析:设P (x ,y )、F 1(-c,0)、F 2(c,0), 则1PF =(-c -x ,-y ),2PF =(c -x ,-y ),1PF ·2PF =x 2+y 2-c 2,又x 2+y 2可看作P (x ,y )到原点的距离的平方, 所以(x 2+y 2)max =a 2,(1PF ·2PF )max =b 2, 所以c 2≤b 2=a 2-c 2≤3c 2,即14≤e 2≤12,所以12≤e ≤22.答案:⎣⎢⎡⎦⎥⎤12,22[例4] 某宇宙飞船的运行轨道是以地心为一个焦点的椭圆,设地球半径为R ,若其近地点、远地点离地面的距离分别大约是115R 、13R ,求此宇宙飞船运行的轨道方程.[思路点拨] 根据条件建立坐标系,设出椭圆方程,构造方程,求得宇宙飞船运行的轨道方程.[精解详析] 如图所示,以运行轨道的中心为原点,其与地心的连线为x 轴建立坐标系,且令地心F 2为椭圆的右焦点,则轨道方程为焦点在x 轴上的椭圆的标准方程,不妨设为x 2a 2+y 2b2=1(a >b >0),则地心F 2的坐标为(c,0),其中a 2=b 2+c 2,则⎩⎪⎨⎪⎧a -c =R +R15,a +c =R +R3,解得⎩⎪⎨⎪⎧a =65R ,c =215R .∴b 2=a 2-c 2=⎝ ⎛⎭⎪⎫65R 2-⎝ ⎛⎭⎪⎫215R 2=6445R 2.∴此宇宙飞船运行的轨道方程为x 23625R 2+y 26445R 2=1. [一点通] 解决此类问题,首先要根据条件建立平面直角坐标系,将实际问题转化为有关椭圆的问题,再将条件转化为a ,b ,c 的关系,进而求出椭圆方程,解决其它问题.注意:①椭圆方程中变量的范围对实际问题的限制;②最后要将数学模型还原回实际问题作答.7.某航天飞行控制中心对某卫星成功实施了第二次近月制动,卫星顺利进入周期为3.5 h 的环月小椭圆轨道(以月球球心为焦点).卫星远月点(距离月球表面最远的点)高度降至1 700 km ,近月点(距离月球表面最近的点)高度是200km ,月球的半径约是1 800 km ,且近月点、远月点及月球的球心在同一直线上,此时小椭圆轨道的离心率是________.解析:可设小椭圆的长轴长为2a ,焦距为2c ,由已知得 2a =1 700+2×1 800+200, ∴a =2 750.又a +2c =1 700+1 800,∴c =375.∴e =c a =3752 750=322.答案:3228.已知某荒漠上F 1、F 2两点相距2 km ,现准备在荒漠上开垦出一片以F 1、F 2为一条对角线的平行四边形区域,建农艺园.按照规划,平行四边形区域边界总长为8 km.(1)试求平行四边形另两个顶点的轨迹方程; (2)问农艺园的最大面积能达到多少?解:(1)以F 1F 2所在直线为x 轴,F 1F 2的中垂线为y 轴建立如图所示的平面直角坐标系,则F 1(-1,0),F 2(1,0).设平行四边形的另两个顶点为P (x ,y ),Q (x ′,y ′),则由已知得PF 1+PF 2=4.由椭圆定义知点P 在以F 1、F 2为焦点,以4为长轴长的椭圆上,此时a =2,c =1,则b = 3.∴P 点的轨迹方程为x 24+y 23=1(y ≠0),同理Q 点轨迹方程同上.(2)S ▱PF 1QF 2=F 1F 2·|y P |≤2c ·b =23(km 2),所以当P 为椭圆短轴端点时,农艺园的面积最大为2 3 km 2.1.椭圆的顶点、焦点、中心坐标等几何性质与坐标有关,它们反映了椭圆在平面内的位置.2.椭圆的长轴长、短轴长、焦距、离心率等几何性质与坐标无关,它们反映了椭圆的形状.3.讨论与坐标有关的几何性质应先由焦点确定出椭圆的类型,不能确定的应分焦点在x轴上、y 轴上进行讨论.[对应课时跟踪训练(九)]1.(新课标全国卷Ⅱ改编)设椭圆C :x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0)的左、右焦点分别为F 1,F 2,P 是C 上的点,PF 2⊥F 1F 2,∠PF 1F 2=30°,则C 的离心率为________.解析:法一:由题意可设|PF 2|=m ,结合条件可知|PF 1|=2m ,|F 1F 2|=3m ,故离心率e=c a =2c 2a =|F 1F 2||PF 1|+|PF 2|=3m 2m +m =33. 法二:由PF 2⊥F 1F 2可知P 点的横坐标为c ,将x =c 代入椭圆方程可解得y =±b 2a ,所以|PF 2|=b 2a .又由∠PF 1F 2=30°可得|F 1F 2|=3|PF 2|,故2c =3·b 2a,变形可得3(a 2-c 2)=2ac ,等式两边同除以a 2,得3(1-e 2)=2e ,解得e =33或e =-3(舍去). 答案:332.(广东高考改编)已知中心在原点的椭圆C 的右焦点为F (1,0),离心率等于12,则C 的方程是__________________.解析:依题意,设椭圆方程为x 2a 2+y2b2=1(a >b >0),所以⎩⎪⎨⎪⎧c =1,c a =12,c 2=a 2-b 2,解得a 2=4,b 2=3.答案:x 24+y 23=13.曲线x 225+y 29=1与曲线x 225-k +y 29-k =1(k <9)的________相等.(填“长轴长”或“短轴长”或“离心率”或“焦距”)解析:c 2=25-k -(9-k )=16,c =4. 故两条曲线有相同的焦距. 答案:焦距4.已知椭圆x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0)的离心率是63,过椭圆上一点M 作直线MA ,MB 分别交椭圆于A ,B 两点,且斜率分别为k 1,k 2,若点A ,B 关于原点对称,则k 1·k 2的值为________.解析:设点M (x ,y ),A (x 1,y 1),B (-x 1,-y 1),则y 2=b 2-b 2x 2a 2,y 21=b 2-b 2x 21a2.所以k 1·k 2=y -y 1x -x 1·y +y 1x +x 1=y 2-y 21x 2-x 21=-b 2a 2=c 2a 2-1=e 2-1=-13,即k 1·k 2的值为-13.答案:-135.设F 1,F 2是椭圆E :x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0)的左、右焦点,P 为直线x =3a2上一点,△F 2PF 1是底角为30°的等腰三角形,则E 的离心率是________.解析:设直线x =3a2与x 轴交于点M ,则∠PF 2M =60°.由题意知,F 1F 2=PF 2=2c ,F 2M =3a2-c .在Rt △PF 2M 中,F 2M =12PF 2,即3a2-c =c .∴e =c a =34.答案:346.已知焦点在x 轴上的椭圆的离心率e =35,经过点A (5 32,-2),求椭圆的标准方程.解:设椭圆的标准方程为x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0),则754a 2+4b2=1.① 由已知e =35,∴c a =35,∴c =35a .∴b 2=a 2-c 2=a 2-(35a )2,即b 2=1625a 2.②把②代入①,得754a 2+4×2516a2=1,解得a 2=25,∴b 2=16,∴所求方程为x 225+y 216=1.7.已知椭圆x 2+(m +3)y 2=m (m >0)的离心率e =32,求m 的值及椭圆的长轴和短轴的长、焦点坐标、顶点坐标.解:椭圆方程可化为x 2m +y 2mm +3=1,由m >0,易知m >mm +3,∴a 2=m ,b 2=mm +3.∴c =a 2-b 2=m m +m +3.由e =32,得 m +2m +3=32,解得m =1, ∴椭圆的标准方程为x 2+y 214=1.∴a =1,b =12,c =32.∴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⎝ ⎛⎭⎪⎫0,12.8.若椭圆的中心在原点,焦点在x 轴上,点P 是椭圆上的一点,P 在x 轴上的射影恰为椭圆的左焦点,P 与中心O 的连线平行于右顶点与上顶点的连线,且左焦点与左顶点的距离等于10-5,试求椭圆的离心率及其方程.解:令x =-c ,代入x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0),得y 2=b 2(1-c 2a 2)=b 4a 2,∴y =±b 2a.设P (-c ,b 2a ),椭圆的右顶点A (a,0),上顶点B (0,b ).∵OP ∥AB ,∴k OP =k AB ,∴-b 2ac =-ba,∴b =c .而a 2=b 2+c 2=2c 2,∴a =2c ,∴e =c a =22. 又∵a -c =10-5,解得a =10,c =5,∴b =5, ∴所求椭圆的标准方程为x 210+y 25=1.。
高中数学 第二章 圆锥曲线与方程 2.2.2 椭圆的几何性质(一)学案 苏教版选修11
2.2.2 椭圆的几何性质(一)学习目标 1.根据椭圆的方程研究曲线的几何性质,并正确地画出它的图形.2.根据几何条件求出曲线方程,并利用曲线的方程研究它的性质、图形.知识点一椭圆的几何性质已知两椭圆C1、C2的标准方程:C1:x225+y216=1,C2:y225+x216=1.思考1 怎样求C1、C2与两坐标轴的交点?交点坐标分别是什么?思考2 椭圆具有对称性吗?思考3 椭圆C1、C2中x,y的取值范围分别是什么?梳理知识点二 椭圆的离心率思考 观察不同的椭圆可见它们的扁平程度不一样,哪些量影响其扁平程度?怎样刻画?梳理 (1)定义:椭圆的焦距与长轴长的比e =c a,叫做椭圆的________.(2)性质:离心率e 的取值范围是________,当e 越接近于1,椭圆越________,当e 越接近于________,椭圆就越接近于圆.类型一 由椭圆方程研究其几何性质例1 求椭圆9x 2+16y 2=144的长轴长、短轴长、离心率、焦点和顶点坐标. 引申探究已知椭圆方程为4x 2+9y 2=36,求椭圆的长轴长、短轴长、焦点坐标、顶点坐标和离心率.反思与感悟 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.跟踪训练1 设椭圆方程mx 2+4y 2=4m (m >0)的离心率为12,试求椭圆的长轴长和短轴长、焦点坐标及顶点坐标.类型二 求椭圆的离心率命题角度1 与焦点三角形有关的求离心率问题例2 椭圆x 2a 2+y 2b2=1(a >b >0)的两焦点为F 1,F 2,以F 1F 2为边作正三角形,若椭圆恰好平分正三角形的另两条边,则椭圆的离心率为________.反思与感悟 涉及到焦点三角形注意利用椭圆的定义找到a 与c 的关系或利用e = 1-b 2a2求解.跟踪训练2 设F 1,F 2是椭圆E :x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0)的左,右焦点,P 为直线x =3a2上一点,△F 2PF 1是底角为30°的等腰三角形,则E 的离心率为________. 命题角度2 利用a ,c 的齐次式,求椭圆的离心率(或其取值范围)例3 (1)设椭圆C :x 2a 2+y 2b2=1(a >b >0)的左,右焦点分别为F 1,F 2,过F 2 作x 轴的垂线与C相交于A ,B 两点,F 1B 与y 轴相交于点D ,若AD ⊥F 1B ,则椭圆C 的离心率为________.(2)若椭圆x 2a 2+y 2b2=1(a >b >0)上存在一点M ,使得∠F 1MF 2=90°(F 1,F 2为椭圆的两个焦点),则椭圆的离心率e 的取值范围是________.反思与感悟 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 的值或取值范围.跟踪训练 3 若一个椭圆的长轴长、短轴长和焦距成等差数列,则该椭圆的离心率是________.类型三 利用几何性质求椭圆的标准方程 例4 (1)椭圆过点(3,0),离心率e =63,求椭圆的标准方程; (2)已知椭圆的中心在原点,它在x 轴上的一个焦点F 与短轴两个端点B 1,B 2的连线互相垂直,且这个焦点与较近的长轴的端点A 的距离为10-5,求这个椭圆的方程.反思与感悟 此类问题应由所给的几何性质充分找出a ,b ,c 所应满足的关系式,进而求出a ,b .在求解时,需注意当焦点所在位置不确定时,应分类讨论.跟踪训练4 根据下列条件,求中心在原点,对称轴在坐标轴上的椭圆方程: (1)长轴长是短轴长的2倍,且过点(2,-6);(2)焦点在x 轴上,一个焦点与短轴的两端点连线互相垂直,且半焦距为6.1.椭圆x 216+y 225=1的上顶点与右顶点之间的距离为________.2.若椭圆的长轴长是短轴长的2倍,且焦距为2,则此椭圆的标准方程为________________________.3.已知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________.4.已知点(m ,n )在椭圆8x 2+3y 2=24上,则2m +4的取值范围是________________.5.过椭圆x 2a 2+y 2b2=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________.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.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.在椭圆的基本量中,能确定类型的量有焦点、顶点,而不能确定类型的量有长轴长、短轴长、离心率e、焦距.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.提醒:完成作业第2章§2.2 2.2.2(一)答案精析问题导学 知识点一思考1 对于方程C 1:令x =0,得y =±4,即椭圆与y 轴的交点坐标为(0,4)与(0,-4);令y =0,得x =±5,即椭圆与x 轴的交点坐标为(5,0)与(-5,0).同理得C 2与y 轴的交点坐标为(0,5)与(0,-5),与x 轴的交点坐标为(4,0)与(-4,0).思考2 有.问题中两椭圆都是以原点为对称中心的中心对称图形,也是以x 轴、y 轴为对称轴的轴对称图形.思考3 C 1:-5≤x ≤5,-4≤y ≤4;C 2:-4≤x ≤4,-5≤y ≤5.梳理 F 1(-c,0),F 2(c,0) F 1(0,-c ),F 2(0,c ) |x |≤a ,|y |≤b |x |≤b ,|y |≤a x 轴、y 轴和原点 (±a,0),(0,±b ) (0,±a ),(±b,0) 2a 2b 知识点二思考 如图所示,在Rt△BF 2O 中,cos∠BF 2O =c a ,记e =c a,则0<e <1.e 越大,∠BF 2O 越小,椭圆越扁;e 越小,∠BF 2O 越大,椭圆越圆.梳理 (1)离心率 (2)(0,1) 扁 0 题型探究例1 解 将椭圆方程化成标准方程为x 216+y 29=1,于是a =4,b =3,c =16-9=7.∴椭圆的长轴长和短轴长分别是2a =8和2b =6, 离心率e =c a =74.又知焦点在x 轴上, ∴两个焦点坐标分别是F 1(-7,0)和F 2(7,0),四个顶点坐标分别是A 1(-4,0),A 2(4,0),B 1(0,-3)和B 2(0,3). 引申探究解 把椭圆的方程化为标准方程为x 29+y 24=1,可知此椭圆的焦点在x 轴上,且长半轴长为a =3, 短半轴长为b =2.又得半焦距为c =a 2-b 2=9-4= 5.所以椭圆的长轴长为2a =6,短轴长为2b =4;两个焦点的坐标分别是(-5,0),(5,0);四个顶点的坐标分别是(-3,0),(3,0),(0,-2),(0,2);离心率e =c a =53. 跟踪训练1 解 将椭圆方程化为标准形式为x 24+y 2m =1,且e =12.(1)当0<m <4时,长轴长和短轴长分别是4,2 3. 焦点坐标为F 1(-1,0),F 2(1,0).顶点坐标为A 1(-2,0),A 2(2,0),B 1(0,-3),B 2(0, 3). (2)当m >4时,长轴长和短轴长分别为833,4.焦点坐标为F 1(0,-233),F 2(0,233).顶点坐标为A 1(0,-433),A 2(0,433),B 1(-2,0),B 2(2,0).例23-1跟踪训练2 34例3 (1)33 (2)[22,1) 跟踪训练3 35例4 解 (1)∵所求椭圆的方程为标准方程, 又椭圆过点(3,0),∴点(3,0)为椭圆的一个顶点. ①当椭圆的焦点在x 轴上时,(3,0)为右顶点,则a =3. ∵e =c a =63,∴c =63a =63×3=6, ∴b 2=a 2-c 2=32-(6)2=9-6=3, ∴椭圆的标准方程为x 29+y 23=1.②当椭圆的焦点在y 轴上时,(3,0)为右顶点,则b =3. ∵e =c a =63,∴c =63a ,∴b 2=a 2-c 2=a 2-23a 2=13a 2,∴a 2=3b 2=27,∴椭圆的标准方程为y 227+x 29=1. 综上可知,椭圆的标准方程是x 29+y 23=1或y 227+x 29=1.(2)依题意,设椭圆的方程为x 2a 2+y 2b2=1(a >b >0),由椭圆的对称性知,B 1F =B 2F . 又B 1F ⊥B 2F ,∴△B 1FB 2为等腰直角三角形, ∴OB 2=OF ,即b =c . 又FA =10-5,即a -c =10-5,且a 2=b 2+c 2,将上面三式联立,得⎩⎨⎧b =c ,a -c =10-5,a 2=b 2+c 2,解得⎩⎨⎧a =10,b = 5.∴所求椭圆方程为x 210+y 25=1.跟踪训练4 解 (1)当焦点在x 轴上时,设椭圆方程为x 2a 2+y 2b2=1(a >b >0).依题意有⎩⎪⎨⎪⎧2b =a ,4a 2+36b2=1,解得⎩⎨⎧a =237,b =37,∴椭圆方程为x 2148+y 237=1.同理可得当焦点在y 轴上时,椭圆方程为x 213+y 252=1.故所求椭圆方程为x 2148+y 237=1或x 213+y 252=1.(2)依题意有⎩⎪⎨⎪⎧b =c ,c =6,∴b =c =6,∴a 2=b 2+c 2=72,∴所求椭圆方程为x 272+y 236=1.当堂训练1.412.x 243+y 213=1或x 213+y 243=1 3.(0,±69) 4.[4-23,4+23] 5.33。
高中数学 第二章 圆锥曲线与方程 2.1 椭圆 2.1.2 椭圆
2.1.2 椭圆的简单性质(二)学习目标 1.进一步巩固椭圆的简单几何性质.2.掌握直线与椭圆位置关系等相关知识.知识点一 点与椭圆的位置关系思考1 判断点P (1,2)与椭圆x 24+y 2=1的位置关系.答案 当x =1时,得y 2=34,故y =±32,而2>32,故点在椭圆外.思考2 类比点与圆的位置关系的判定,你能给出点P (x 0,y 0)与椭圆x 2a 2+y 2b2=1(a >b >0)的位置关系的判定吗?答案 当P 在椭圆外时,x 20a 2+y 20b 2>1;当P 在椭圆上时,x 20a 2+y 20b 2=1;当P 在椭圆内时,x 20a 2+y 20b2<1.知识点二 直线与椭圆的位置关系 思考1 直线与椭圆有几种位置关系?答案 有三种位置关系,分别有相交、相切、相离.思考2 如何判断y =kx +m 与椭圆x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0)的位置关系?答案 联立⎩⎪⎨⎪⎧y =kx +m ,x 2a 2+y2b2=1,消去y 得关于x 的一元二次方程.知识点三 直线与椭圆的相交弦思考 若直线与椭圆相交,如何求相交弦弦长?答案 有两种方法:一种方法是联立直线方程与椭圆方程求出交点坐标,利用两点间距离公式可求得,另一种方法是利用弦长公式可求得. 梳理 弦长公式:(1)|AB |=x 1-x 22+y 1-y 22=1+k 2|x 1-x 2|=+k2x 1+x 22-4x 1x 2];(2)|AB |= 1+1k2|y 1-y 2|=+1k2y 1+y 22-4y 1y 2].注:直线与椭圆的交点A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),k 为直线的斜率.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.类型一 直线与椭圆的位置关系 命题角度1 直线与椭圆位置关系的判断例1 直线y =kx -k +1与椭圆x 22+y 23=1的位置关系是( )A.相交B.相切C.相离D.不确定答案 A解析 直线y =kx -k +1=k (x -1)+1过定点(1,1),且该点在椭圆内部,因此必与椭圆相交.反思与感悟 直线与椭圆的位置关系判断方法(代数法) 联立直线与椭圆的方程,消元得到一元二次方程: (1)Δ>0⇔直线与椭圆相交⇔有两个公共点. (2)Δ=0⇔直线与椭圆相切⇔有且只有一个公共点. (3)Δ<0⇔直线与椭圆相离⇔无公共点.跟踪训练1 在平面直角坐标系xOy 中,经过点(0,2)且斜率为k 的直线l 与椭圆x 22+y 2=1有两个不同的交点P 和Q .求k 的取值范围. 解 由已知条件知直线l 的方程为y =kx +2, 代入椭圆方程得x 22+(kx +2)2=1.整理得⎝ ⎛⎭⎪⎫12+k 2x 2+22kx +1=0.直线l 与椭圆有两个不同的交点P 和Q 等价于Δ=8k 2-4⎝ ⎛⎭⎪⎫12+k 2=4k 2-2>0,解得k <-22或k >22. 即k 的取值范围为⎝ ⎛⎭⎪⎫-∞,-22∪⎝ ⎛⎭⎪⎫22,+∞. 命题角度2 距离的最值问题例2 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+y27=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=813=81313,切点为P ⎝ ⎛⎭⎪⎫32,-74.反思与感悟 此类问题可用数形结合思想寻找解题思路,简化运算过程,也可以设出所求点的坐标,利用点到直线的距离公式求出最小距离.跟踪训练2 已知椭圆x 2+8y 2=8,在椭圆上求一点P ,使点P 到直线l :x -y +4=0的距离最短,并求出最短距离.解 设与直线x -y +4=0平行且与椭圆相切的直线为x -y +a =0,联立方程⎩⎪⎨⎪⎧x 2+8y 2=8,x -y +a =0,得9y 2-2ay +a 2-8=0,Δ=4a 2-36(a 2-8)=0, 解得a =3或a =-3,∴与直线l 距离较近的切线方程为x -y +3=0, 最小距离为d =|4-3|2=22.由⎩⎪⎨⎪⎧x 2+8y 2=8,x -y +3=0,得⎩⎪⎨⎪⎧x =-83,y =13,即P 点坐标为(-83,13).类型二 弦长及中点弦问题例3 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. 解 (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+y29=1,消去y 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 22+y 1-y 22= x 1-x 22+14x 1-x 22=52x 1+x 22-4x 1x 2=52×62=310.所以线段AB 的长度为310. (2)方法一 当直线l 的斜率不存在时,不合题意. 所以直线l 的斜率存在.设l 的斜率为k ,则其方程为y -2=k (x -4).联立⎩⎪⎨⎪⎧y -2=k x -,x 236+y29=1,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 2-16k1+4k 2,由于AB 的中点恰好为P (4,2),所以x 1+x 22=16k 2-8k 1+4k 2=4,解得k =-12,且满足Δ>0. 这时直线的方程为y -2=-12(x -4),即x +2y -8=0.方法二 设A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),则有⎩⎪⎨⎪⎧x 2136+y 219=1,x 2236+y229=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=-x 2+x 1y 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x +2y -8=0.反思与感悟 处理直线与椭圆相交的关系问题的通用方法是通过解直线与椭圆构成的方程.利用根与系数的关系或中点坐标公式解决,涉及弦的中点,还可使用点差法:设出弦的两端点坐标,代入椭圆方程,两式相减即得弦的中点与斜率的关系.跟踪训练3 已知椭圆ax 2+by 2=1(a >0,b >0且a ≠b )与直线x +y -1=0相交于A ,B 两点,C 是AB 的中点,若|AB |=22,OC 的斜率为22,求椭圆的方程. 解 方法一 设A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),代入椭圆方程并作差, 得a (x 1+x 2)(x 1-x 2)+b (y 1+y 2)(y 1-y 2)=0.①∵A ,B 为直线x +y -1=0上的点,∴y 1-y 2x 1-x 2=-1. 由已知得y 1+y 2x 1+x 2=k OC =22,代入①式可得b =2a . ∵直线x +y -1=0的斜率k =-1.又|AB |=1+k 2|x 2-x 1|=2|x 2-x 1|=22, ∴|x 2-x 1|=2.联立ax 2+by 2=1与x +y -1=0, 可得(a +b )x 2-2bx +b -1=0.且由已知得x 1,x 2是方程(a +b )x 2-2bx +b -1=0的两根,∴x 1+x 2=2b a +b ,x 1x 2=b -1a +b, ∴4=(x 2-x 1)2=(x 1+x 2)2-4x 1x 2 =⎝⎛⎭⎪⎫2b a +b 2-4·b -1a +b .②将b =2a 代入②式,解得a =13,∴b =23.∴所求椭圆的方程是x 23+2y23=1.方法二 由⎩⎪⎨⎪⎧ax 2+by 2=1,x +y -1=0,得(a +b )x 2-2bx +b -1=0. 设A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),则x 1+x 2=2b a +b ,x 1x 2=b -1a +b, 且直线AB 的斜率k =-1, ∴|AB |=k 2+x 1-x 22=k 2+x 1+x 22-4x 1x 2]=2·4b 2-a +bb -a +b.∵|AB |=22,∴2·4b 2-a +b b -a +b=22,∴a +b -aba +b=1.①设C (x ,y ),则x =x 1+x 22=ba +b,y =1-x =aa +b.∵OC 的斜率为22, ∴y x =a b =22,将其代入①式得,a =13,b =23. ∴所求椭圆的方程为x 23+2y23=1.类型三 椭圆中的最值(或范围)问题 例4 已知椭圆4x 2+y 2=1及直线y =x +m .(1)当直线和椭圆有公共点时,求实数m 的取值范围; (2)求被椭圆截得的最长弦所在的直线方程.解 (1)由⎩⎪⎨⎪⎧4x 2+y 2=1,y =x +m ,得5x 2+2mx +m 2-1=0,因为直线与椭圆有公共点, 所以Δ=4m 2-20(m 2-1)≥0,解得-52≤m ≤52. (2)设直线与椭圆交于A (x 1,y 1),B (x 2,y 2)两点, 由(1)知5x 2+2mx +m 2-1=0, 所以x 1+x 2=-2m 5,x 1x 2=15(m 2-1),所以|AB |=x 1-x 22+y 1-y 22=x 1-x 22=x 1+x 22-4x 1x 2]=2⎣⎢⎡⎦⎥⎤4m 225-45m 2-=25 10-8m 2. 所以当m =0时,|AB |最大,此时直线方程为y =x . 引申探究在例4中,设直线与椭圆相交于A (x 1,y 1),B (x 2,y 2)两点,求△AOB 面积的最大值及△AOB 面积最大时的直线方程.解 可求得O 到AB 的距离d =|m |2,又|AB |=2510-8m 2,∴S △AOB =12|AB |·d=12·2510-8m 2·|m |2 =2554-m 2m 2≤25·54-m 2+m 22=14,当且仅当54-m 2=m 2时,等号成立,此时m =±104∈[-52,52]. ∴所求直线的方程为x -y ±104=0. 反思与感悟 解析几何中的综合性问题很多,而且可与很多知识联系在一起出题,例如不等式、三角函数、平面向量以及函数的最值问题等.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方程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.跟踪训练4 椭圆x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0)的左,右焦点分别为F 1,F 2,且离心率为12,点P 为椭圆上一动点,△F 1PF 2面积的最大值为 3. (1)求椭圆的方程;(2)已知直线l 与椭圆交于A ,B 两点,且直线l 的方程为y =kx +3(k >0),若O 为坐标原点,求△OAB 的面积的最大值.解 (1)已知椭圆的离心率为12,不妨设c =t ,a =2t ,即b =3t ,其中t >0,又△F 1PF 2面积取最大值3时,即点P 为短轴端点, 因此12·2t ·3t =3,解得t =1,则椭圆的方程为x 24+y 23=1.(2)联立⎩⎪⎨⎪⎧y =kx +3,x 24+y 23=1,整理得(4k 2+3)x 2+83kx =0. 解得x 1=0或x 2=-83k4k 2+3 .∵k >0,∴|AB |=1+k 2|x 1-x 2|=1+k 2|-83k 4k 2+3|=1+k 2·83k4k 2+3, 原点O 到直线l 的距离为d =31+k2.∴S △OAB =121+k 2·83k 4k 2+3·31+k 2=12k 4k 2+3=124k +3k≤1243=3, 当且仅当4k =3k ,即k =32时,△OAB 面积的最大值为 3.1.经过椭圆x 216+y 23=1的中心的直线与椭圆的两个交点间距离的最大值为( )A.6B.8C.10D.16 答案 B2.经过椭圆x 29+y 26=1的焦点与椭圆长轴垂直的直线与椭圆的相交弦的长度为( )A.1B.2C.3D.4 答案 D解析 由题意知,其相交弦为通径,长为2b 2a =2×63=4.3.直线y =x +2与椭圆x 2m +y 23=1有两个公共点,则m 的取值范围是( )A.m >1B.m >1且m ≠3C.m >3D.m >0且m ≠3答案 B解析 由⎩⎪⎨⎪⎧y =x +2,x 2m +y23=1⇒(3+m )x 2+4mx +m =0,∵Δ>0,∴m >1或m <0.又∵m >0且m ≠3,∴m >1且m ≠3.4.过点P (-1,1)的直线交椭圆x 24+y 22=1于A ,B 两点,若线段AB 的中点恰为点P ,则AB 所在的直线方程为________________. 答案 x -2y +3=0解析 设A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),则⎩⎪⎨⎪⎧x 1+x 2=-2,y 1+y 2=2.又⎩⎪⎨⎪⎧x 214+y 212=1,x 224+y 222=1,两式相减得y 1-y 2x 1-x 2=12. ∴AB 所在的直线方程为x -2y +3=0.5.直线l :y =kx +1与椭圆x 22+y 2=1交于M ,N 两点,且|MN |=423,求直线l 的方程.解 设直线l 与椭圆的交点为M (x 1,y 1),N (x 2,y 2),由⎩⎪⎨⎪⎧y =kx +1,x 22+y 2=1,消去y 并化简,得(1+2k 2)x 2+4kx =0, 所以x 1+x 2=-4k1+2k2,x 1x 2=0. 由|MN |=423,得(x 1-x 2)2+(y 1-y 2)2=329,所以(1+k 2)(x 1-x 2)2=329,所以(1+k 2)[(x 1+x 2)2-4x 1x 2]=329,即(1+k 2)(-4k 1+2k 2)2=329, 化简得k 4+k 2-2=0, 所以k 2=1,所以k =±1.所以所求直线l 的方程是x -y +1=0或x +y -1=0.解决直线与椭圆的位置关系问题,经常利用设而不求的方法,解题步骤为 (1)设直线与椭圆的交点为A (x 1,y 1),B (x 2,y 2); (2)联立直线与椭圆的方程;(3)消元得到关于x 或y 的一元二次方程; (4)利用根与系数的关系设而不求;(5)把题干中的条件转化为x 1+x 2,x 1·x 2或y 1+y 2,y 1·y 2,进而求解.40分钟课时作业一、选择题1.椭圆x 225+y 29=1上的点P 到椭圆左焦点的最大距离和最小距离分别是( ) A.8,2B.5,4C.5,1D.9,1答案 D解析 因为a =5,c =4,所以最大距离为a +c =9,最小距离为a -c =1.2.直线y =kx +1与椭圆x 25+y 2m=1总有公共点,则m 的取值范围是( )A.m >1B.m ≥1或0<m <1C.0<m <5且m ≠1D.m ≥1且m ≠5 答案 D解析 ∵直线y =kx +1恒过(0,1)点, 若5>m ,则m ≥1, 若5<m ,则必有公共点, ∴m ≥1且m ≠5.3.已知F 1(-1,0),F 2(1,0)是椭圆C 的两个焦点,过F 2且垂直于x 轴的直线交椭圆C 于A ,B 两点,且|AB |=3,则C 的方程为( )A.x 22+y 2=1 B.x 23+y 22=1 C.x 24+y 23=1 D.x 25+y 24=1 答案 C解析 由题意知,c =1,|AB |=2b2a=3,又b 2=a 2-c 2, 解得a =2,b =3,所以所求椭圆方程为x 24+y 23=1.4.若直线ax +by +4=0和圆x 2+y 2=4没有公共点,则过点P (a ,b )的直线与椭圆x 29+y 24=1的公共点个数为( ) A.0 B.1C.2D.需根据a ,b 的取值来确定答案 C解析 ∵直线与圆没有交点, ∴d =4a 2+b 2>2,∴a 2+b 2<4,即a 2+b 24<1,∴a 29+b 24<1, ∴点(a ,b )在椭圆内部, 故直线与椭圆有2个交点.5.椭圆x 216+y 24=1上的点到直线x +2y -2=0的最大距离是( )A.3B.11C.2 2D.10答案 D解析 设与直线x +2y -2=0平行的直线为x +2y +m =0与椭圆联立得, (-2y -m )2+4y 2-16=0, 即4y 2+4my +4y 2-16+m 2=0,得 2y 2+my -4+m 24=0.Δ=m 2-8⎝ ⎛⎭⎪⎫m 24-4=0, 即-m 2+32=0, ∴m =±4 2.∴两直线间的最大距离是当m =42时,d max =|-2-42|5=10.6.已知椭圆x 2+2y 2=4,则以(1,1)为中点的弦的长度是( ) A.3 2 B.2 3 C.303D.362答案 C解析 设直线与椭圆x 2+2y 2=4的交点为A (x 1,y 1),B (x 2,y 2), 则⎩⎪⎨⎪⎧x 1+x 22=1,y 1+y 22=1,∴⎩⎪⎨⎪⎧x 1+x 2=2,y 1+y 2=2,将A (x 1,y 1),B (x 2,y 2)两点分别代入x 2+2y 2=4,得⎩⎪⎨⎪⎧x 21+2y 21=4, ①x 22+2y 22=4, ②①-②可得,x 21-x 22+2(y 21-y 22)=0,即(x 1-x 2)(x 1+x 2)+2(y 1-y 2)(y 1+y 2)=0, ∴k =y 1-y 2x 1-x 2=-12, 则直线方程为y -1=-12(x -1),⎩⎪⎨⎪⎧x 2+2y 2=4,y =-12x +32,得3x 2-6x +1=0,x 1+x 2=2,x 1x 2=13,∴|AB |= 1+-122x 1+x 22-4x 1x 2=544-43=303. 二、填空题7.直线y =a 与椭圆x 23+y 24=1恒有两个不同的交点,则a 的取值范围是________.答案 (-2,2)8.若直线y =x +6与椭圆x 2+y 2m2=1(m >0且m ≠1)只有一个公共点,则该椭圆的长轴长为________. 答案 2 5解析 联立⎩⎪⎨⎪⎧y =x +6,x 2+y 2m 2=1,得(m 2+1)x 2+26x +6-m 2=0, Δ=(26)2-4(m 2+1)(6-m 2)=0, 即4m 2(m 2-5)=0,∵m >0且m ≠1,∴m =5,则长轴长为2m =2 5.9.如图,椭圆x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0)的左,右焦点分别为F 1,F 2,焦距为2c ,若直线y =3(x +c )与椭圆的一个交点M 满足∠MF 1F 2=2∠MF 2F 1,则该椭圆的离心率等于________.答案3-1解析 由直线方程y =3(x +c ),得直线与x 轴的夹角∠MF 1F 2=π3,且过点F 1(-c ,0).∵∠MF 1F 2=2∠MF 2F 1,∴∠MF 1F 2=2∠MF 2F 1=π3,即F 1M ⊥F 2M .∴在Rt△F 1MF 2中,F 1F 2=2c ,F 1M =c ,F 2M =3c ,∴由椭圆定义可得2a =c +3c ,∴离心率e =2c 2a =21+3=3-1.10.若椭圆mx 2+ny 2=1(m >0,n >0)与直线x +y -1=0交于A ,B 两点,若n m=2,则过原点与线段AB 的中点M 连线的斜率为________. 答案22解析 设A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),则⎩⎪⎨⎪⎧mx 21+ny 21=1, ①mx 22+ny 22=1, ②①-②得m (x 1+x 2)(x 1-x 2)+n (y 1+y 2)(y 1-y 2)=0, 即m n +y 1+y 2x 1+x 2·y 1-y 2x 1-x 2=0.∵y 1-y 2x 1-x 2=-1,m n =22, ∴y 1+y 2x 1+x 2=22,∴k OM =22. 三、解答题11.已知点A ,B 是椭圆C :x 2a 2+y 2b2=1(a >0,b >0)与直线x -3y +2=0的交点,点M 是AB 的中点,且点M 的横坐标为-12,若椭圆C 的焦距为8,求椭圆C 的方程.解 设A (x A ,y A ),B (x B ,y B ),M (x M ,y M ),依题意得⎩⎪⎨⎪⎧x 2A a 2+y 2Ab2=1,x 2B a 2+y2B b 2=1,∴2x M a 2+2y Mb2k AB =0,∵点M (-12,12)∴-1a 2+1b 2×13=0,∴a 2=3b 2.又∵c =4,∴a 2=24,b 2=8, 经检验,a 2=24,b 2=8符合题意, ∴椭圆C 的方程为x 224+y 28=1.12.在平面直角坐标系xOy 中,点P 到两点(0,-3),(0,3)的距离之和等于4,设点P 的轨迹为C . (1)写出C 的方程;(2)设直线y =kx +1与C 交于A 、B 两点,k 为何值时OA →⊥OB →?此时|AB |的值是多少? 解 (1)设P (x ,y ),由椭圆定义可知,点P 的轨迹C 是以(0,-3),(0,3)为焦点,长半轴长为2的椭圆.它的短半轴长b =22-32=1,故曲线C 的方程为x 2+y 24=1.(2)设A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),其坐标满足⎩⎪⎨⎪⎧x 2+y 24=1,y =kx +1.消去y ,并整理得(k 2+4)x 2+2kx -3=0, 故x 1+x 2=-2k k 2+4,x 1x 2=-3k 2+4. ∵OA →⊥OB →,∴x 1x 2+y 1y 2=0. ∵y 1y 2=k 2x 1x 2+k (x 1+x 2)+1,于是x 1x 2+y 1y 2=-3k 2+4-3k 2k 2+4-2k2k 2+4+1=-4k 2+1k 2+4.又x 1x 2+y 1y 2=0,∴k =±12.当k =±12时,x 1+x 2=∓417,x 1x 2=-1217.|AB |=x 2-x 12+y 2-y 12=+k2x 2-x 12,而(x 2-x 1)2=(x 2+x 1)2-4x 1x 2 =42172+4×1217=43×13172, ∴|AB |=54×43×13172=46517. 13.椭圆C :x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0)过点(1,32),离心率为12,左,右焦点分别为F 1,F 2,过F 1的直线交椭圆于A ,B 两点. (1)求椭圆C 的方程;(2)当△F 2AB 的面积为1227时,求直线的方程.解 (1)因为椭圆C :x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0)过点(1,32),所以1a 2+94b2=1.①又因为离心率为12,所以c a =12,所以b 2a 2=34.②解①②得,a 2=4,b 2=3. 所以椭圆C 的方程为x 24+y 23=1.(2)当直线的倾斜角为π2时,A (-1,32),B (-1,-32),2ABF S △=12|AB |×|F 1F 2|=12×3×2=3≠1227. 当直线的倾斜角不为π2时,设直线方程为y =k (x +1),代入x 24+y 23=1,得(4k 2+3)x 2+8k 2x +4k 2-12=0.设A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),则x 1+x 2=-8k 24k 2+3,x 1x 2=4k 2-124k 2+3,所以2ABF S △=12|y 1-y 2|×|F 1F 2|=|k | x 1+x 22-4x 1x 2=|k |-8k 24k 2+32-4·4k 2-124k 2+3=12|k |k 2+14k 2+3=1227, 所以17k 4+k 2-18=0,解得k 2=1(k 2=-1817舍去),所以k =±1,所以所求直线的方程为x -y +1=0或x +y +1=0.。
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第3课时 椭圆的标准方程(2) 【学习目标】
1.能正确运用椭圆的定义与标准方程解题;
2.学会用待定系数法与定义法求曲线的方程 【问题情境】
椭圆的标准方程
【合作探究】
1.想一想:若椭圆的方程为),0,0(12222
n m n m n
y m x ≠>>=+怎样判断其焦点的位置?
2.椭圆的两种标准方程有什么相同点和不同点?
3.用待定系数法确定椭圆的标准方程需要几个条件?
【展示点拨】
例1.已知一个贮油罐横截面的外轮廓是一个椭圆,他的焦距为2.4米,外轮廓线上的点到两个焦点距离的和为3米,求这个椭圆的标准方程.
例2.根据下列条件求椭圆的标准方程:
(1)经过两点P )31,31(,Q )2
1,0(-的椭圆的标准方程;
(2)求经过点P (-2,3),且与椭圆364922=+y x 有共同焦点.
例3.△ABC 三个角A .B .C 所对的边成等差数列,其中A (-2,0),C (2,0),求顶点B 满足的一个轨迹方程.
拓展延伸:如图,已知定点A (-2,0),动点B 是圆F :64)2(22=+-y x (F 为圆心)上的一点,线段AB 的垂直平分线交BF 于P ,求动点P 的轨迹方程.
例4.点P 是椭圆14
52
2=+x y 上的一点,21,F F 两点是焦点,02130=∠PF F ,求21PF F ∆的面积.
【学以致用】
1.求经过两点A (2,-
,B (--的椭圆的标准方程;
2.求经过点P 3(1,)2,且与椭圆2212
x y +=有相同焦点的椭圆的标准方程.
3.求经过点)5
152,2(-
与椭圆124322=+y x 有共同焦点的椭圆方程.
4.将圆22y x += 4上的点的横坐标保持不变,纵坐标变为原来的一半,求所得曲线的
方程,并说明它是
什么曲线?
5.已知椭圆的方程为13
42
2=+y x ,若点P 在椭圆上且在第二象限,且,021120
=∠PF F ,求21PF F ∆的面积.
第3课时 椭圆的标准方程(2)
【基础训练】
1.已知椭圆17
92
2=+y x ,则a .b .c 的值分别是 . 2.已知椭圆125
362
2=+y x 上一点P 到椭圆一个焦点的距离为3,则点P 到另一个焦点的距离为 .
3.若方程19422
=-+-k
y k x 表示椭圆,则参数k 的取值范围是 . 4.已知21F F 、为椭圆19
252
2=+y x 的两个焦点,过1F 的直线交椭圆于A ,B 两点,若2212F A F B +=,则AB =______________.
5.已知(4,0),(2,2)A B 是椭圆22
1259
x y +=内的点,M 是椭圆上的动点,则||||MA MB +的最大值 .
6.椭圆的焦距为6且经过点124,
5P ⎛⎫ ⎪⎝⎭,则焦点在x 轴上的椭圆的标准方程_____________. 【思考应用】
7.求适合下列条件的椭圆的标准方程:
(1)焦点在y 轴上,225a b +=,且过点(;(2)椭圆经过两点35(,)22
-,
.
8.已知圆心为P 的动圆过点(2,0)A ,且与圆224320x x y ++-=内切,求点P 的轨迹方程.
9.已知P 为椭圆175
4252
2=+y x 上一点,F 1,F 2是椭圆的焦点,∠F 1PF 2=60°,求△F 1PF 2的面积.
10.已知P 点在以坐标轴为对称轴的椭圆上,点P 到两焦点的距离分别为435和23
5,过P 作长轴的垂线恰好过椭圆的一个焦点,求此椭圆的方程.
【拓展提升】
11.设点,A B 的坐标分别为()()5,0,5,0-,.直线,AM BM 相交于点M ,且它们的斜率之积是49
-
,求点M 的轨迹方程.
12.已知1F .2F 为椭圆14
922=+y x 的两个焦点,已知P .1F .2F 是一个直角三角形的三个顶点,且21PF PF > 求21
PF PF 的值.。