内容正文:
2.1 椭圆
2.1.1 椭圆及其标准方程
学 习 目 标
核 心 素 养
1.掌握椭圆的定义,会用椭圆的定义解决问题.(重点)
2.掌握用定义法和待定系数法求椭圆的标准方程.(重点)
3.理解椭圆标准方程的推导过程,并能运用标准方程解决相关问题.(难点)
1.通过对椭圆定义的理解及在直角坐标系下探究椭圆的标准方程,培养学生的直观想象、数学抽象素养.
2.以椭圆定义、方程的应用为载体,提升学生的逻辑推理和数学运算素养.
1.椭圆的定义
(1)定义:平面内与两个定点F1,F2的距离的和等于常数(大于|F1F2|)的点的轨迹(或集合)叫做椭圆.
(2)相关概念:两个定点F1,F2叫做椭圆的焦点,两焦点的距离|F1F2|叫做椭圆的焦距.
思考1:椭圆定义中,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] 2a与|F1F2|的大小关系所确定的点的轨迹如下表:
条件
结论
2a>|F1F2|
动点的轨迹是椭圆
2a=|F1F2|
动点的轨迹是线段F1F2
2a<|F1F2|
动点不存在,因此轨迹不存在
2.椭圆的标准方程
焦点位置
在x轴上
在y轴上
标准方程
=1(a>b>0)+
=1(a>b>0)+
图形
焦点坐标
(±c,0)
(0,±c)
a,b,c的关系
a2=b2+c2
思考2:确定椭圆标准方程需要知道哪些量?
[提示] a,b的值及焦点所在的位置.
1.已知点M到两个定点A(-1,0)和B(1,0)的距离之和是定值2,则动点M的轨迹是( )
A一个椭圆
B.线段AB
C.线段AB的垂直平分线
D.直线AB
B [定值2等于|AB|,故点M只能在线段AB上.]
2.以下方程表示椭圆的是( )
A.=1
B.2x2-3y2=2
+
C.-2x2-3y2=-1
D.=0
+
C [A中方程为圆的方程,B,D中方程不是椭圆方程.]
3.以坐标轴为对称轴,两焦点的距离是2,且过点(0,2)的椭圆的标准方程是( )
A.=1
+=1
B.+
C.=1
+=1或+=1
D.+=1或+
C [若椭圆的焦点在x轴上,则c=1,b=2,得a2=5,此时椭圆方程是=1.]+=1;若焦点在y轴上,则a=2,c=1,则b2=3,此时椭圆方程是+
求椭圆的标准方程
【例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)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);
(3)经过点A(,1).
,-2)和点B(-2
[思路探究] 求椭圆标准方程,先确定焦点位置,设出椭圆方程,再定量计算.
[解] (1)由于椭圆的焦点在x轴上,
∴设它的标准方程为=1(a>b>0).+
∵2a==10,∴a=5.+
又c=4,∴b2=a2-c2=25-16=9.
故所求椭圆的标准方程为=1.+
(2)由于椭圆的焦点在y轴上,
∴设它的标准方程为=1(a>b>0).+
由于椭圆经过点(0,2)和(1,0),
∴⇒
故所求椭圆的标准方程为+x2=1.
(3)法一:①当焦点在x轴上时,
设椭圆的标准方程为=1(a>b>0).+
依题意有解得
故所求椭圆的标准方程为=1.+
②当焦点在y轴上时,设椭圆的标准方程为=1(a>b>0).+
依题意有
解得
因为a>b>0,所以无解.
综上,所求椭圆的标准方程为=1.+
法二:设所求椭圆的方程为mx2+ny2=1(m>0,n>0,m≠n),
依题意有解得
所以所求椭圆的标准方程为=1.+
确定椭圆方程的“定位”与“定量”
提醒:若椭圆的焦点位置不确定,需要分焦点在x轴上和在y轴上两种情况讨论,也可设椭圆的方程为Ax2+By2=1(A>0,B>0,A≠B).
1.求适合下列条件的椭圆的标准方程:
(1)焦点分别为(0,-2),(0,2),经过点(4,3);
(2)经过两点(2,-.
),
[解] (1)法一:因为椭圆的焦点在y轴上,
所以可设它的标准方程为=1(a>b>0).+
由椭圆的定义知
2a==12,+
所以a=6.
又c=2,所以b=.=4
所以椭圆的标准方程为=1.+
法二:因为椭圆的焦点在y轴上,
所以可设其标准方程为=1(a>b>0).+
由题意得解得
所以椭圆的标准方程为=1.+
(2)法一:若椭圆的焦点在x轴上,
设椭圆的标准方程为=1(a>b>0).+
由已知条件得解得
所以所求椭圆的标准方程为=1.+
同理可得:焦点在y轴上的椭圆不存在.
综上,所求椭圆的标准方程为=1.+
法二:设椭圆的一般方程为Ax2+By2=1(A>0,B>0,A≠B).
将两点(2,-代入,),
得解得
所以所求椭圆的