内容正文:
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
主题1 椭圆的定义
1.将一条细绳的两端用图钉分别固定在平面内的两个定点F1,F2上,用笔尖将细绳拉紧并运动, 在纸上能得到怎样的图形?
提示:得到一个椭圆.
2.在椭圆的形成过程中,有哪些不变的量?
提示:细绳的长度不变,即动点到两定点的距离和不变.
结论:椭圆的定义
把平面内与两个定点F1,F2的距离的和等于_____(大于
|F1F2|)的点的轨迹叫做椭圆,这_________叫做椭圆的
焦点,_______________叫做椭圆的焦距.
常数
两个定点
两焦点间的距离
【对点训练】
1.下列判断错误的是 ( )
A.平面内到两个定点F1,F2的距离之和等于常数2a 的点的轨迹是椭圆
B.若点A是半径为r的圆C内异于圆心C的定点,点M是圆上的动点,线段AM的中垂线与线段MC交于点P,则点P的轨迹是椭圆
C.若点M是半径为r的圆C内异于圆心C的定点,动圆P过点M并且与定圆C内切,则动圆圆心P的轨迹是椭圆
D.若两个圆心不同的圆C1内含于C2,动圆P与圆C1外切,与圆C2内切,则动圆圆心P的轨迹是椭圆
【解析】选A.对于A,当2a>|F1F2|时,轨迹是椭圆,当2a
=|F1F2|时,轨迹是线段F1F2,当2a<|F1F2|时,轨迹不存在,
所以A错误;对于B,因为点A是圆C内的定点,所以 <r,
由中垂线的性质可得 ,所以
由椭圆的定义可得点P的轨迹是以A,C为焦点的椭圆,
所以B正确;对于C,因为
所以点P的轨迹是以M,C为焦点的椭圆,所以C正确;对于
D,设圆C1的半径为r1,圆C2的半径为r2,动圆P的半径为r,
因为两个圆心不同的圆C1内含于C2,所以0< <r2-r1,
因为动圆P与圆C1外切,与圆C2内切,所以 =r1+r,
=r2-r,所以 + =r1+r2> ,所以点P
的轨迹是以C1,C2为焦点的椭圆,所以D正确.
2.已知直线l是平面α的斜线,点P在平面α内,点P到直线l的距离是定值d,则点P的轨迹是 ( )
A.圆 B.直线 C.椭圆 D.线段
【解析】选C.因为到直线l的距离是
定值d的点的轨迹是底面半径为d,轴
为l的圆柱面,因为直线l是平面α的
斜线,所以平面α与圆柱的侧面的交线是椭圆,所以点P
的轨迹是椭圆.
主题2 椭圆的标准方程
1.根据椭圆的几何特征,如何建立坐标系求椭圆的方程?
提示:以两定点F1,F2所在的直线为x轴,F1F2的中点为坐标原点建立坐标系,然后按照求轨迹方程直接法的步骤求出椭圆方程.
2.在推导椭圆的标准方程的过程中,如何处理等式中的两个根式?
提示:将其中一个根式移到另一端,两边平方然后再次平方即可.
结论:椭圆的标准方程
(0,-c),(0,c)
焦点在x轴上 焦点在y轴上
标准
方程
焦点 (-c,0),(c,0) _____________
a,b,c
的关系 c2=a2-b2
【对点训练】
1.以F1 ,F2 为焦点,经过点P 的椭圆的标准方程为 ( )
【解析】选A.因为椭圆的焦点为F1 ,F2 ,椭圆
经过点P ,所以由椭圆的定义可知2a= =8,
所以a=4,c=2,b2=a2-c2=12,所以椭圆的标准方程为
2.设点P在椭圆 =1上,F1,F2为它的两个焦点,则三角形PF1F2的周长为 ( )
A.2 +1 B.4 +2
C.2 +2 D.8
【解析】选B.因为点P在椭圆 =1上,F1,F2为它
的两个焦点,所以2a= ,焦距为
2c= =2×1=2,所以三角形PF1F2的周长为
2a+2c=4 +2.
【补偿训练】已知 =1表示焦点在x轴上的椭圆,则m的取值范围为__________.
【解析】由题意知0<m2<16,即0<m<4或-4<m<0.
答案:(-4,0)∪(0,4)
类型一 椭圆的定义
【典例1】(1)若椭圆C: =1的焦点为F1,F2,点P在椭圆C上,且|PF1|=4,则∠F2PF1= ( )
(2)椭圆 =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________.
【解题指南】(1)根据椭圆的定义进行计算.
(2)由椭圆的方程求出a,再利用椭圆的定义|PF1|+|PF2|
=2a求解.
【解析】(1)选C.由题意得a=3,c= 则|