内容正文:
3.1.1 椭圆及其标准方程
学 习 目 标
知 识 导 图
1.了解圆锥曲线的实际背景,感受圆锥曲线在刻画现实世界和解决实际问题中的作用.(数学建模)
2.掌握椭圆的定义和标准方程.(数学抽象)
3.会求椭圆的标准方程.(数学运算)
授课提示:对应学生用书第58页
[问题导学]
1.给你两个图钉,一条无弹性定长的细绳,一张图板,一支铅笔,怎样画出椭圆?
2.根据椭圆的形状,我们怎样建立坐标系可能使椭圆的方程形式简单呢?你能推导出椭圆的标准方程吗?
[知识梳理]
知识点一 椭圆的定义
定义
平面内与两个定点F1,F2的距离的和等于常数(大于|F1F2|)的点的轨迹叫做椭圆
焦点
两个定点叫做椭圆的焦点
焦距
两焦点间的距离叫做椭圆的焦距,焦距的一半称为半焦距.
集合语言
P={M||MF1|+|MF2|=2a,2a>|F1F2|}
微练习
1.下列说法中,正确的是( )
A.到点M(-3,0),N(3,0)的距离之和等于4的点的轨迹是椭圆
B.到点M(0,-3),N(0,3)的距离之和等于6的点的轨迹是椭圆
C.到点M(-3,0),N(3,0)的距离之和等于8的点的轨迹是椭圆
D.到点M(0,-3),N(0,3)的距离相等的点的轨迹是椭圆
解析:由椭圆的定义知C正确.
答案:C
知识点二 椭圆的标准方程
焦点在x轴上
焦点在y轴上
标准方程
+=1(a>b>0)
+=1(a>b>0)
焦点
F1(-c,0),F2(c,0)
F1(0,-c),F2(0,c)
焦距
|F1F2|=2c
a、b、c的关系
c2=a2-b2
微练习
2.若椭圆方程为+=1,则其焦点在________轴上,焦点坐标为________________.
解析:因为10>6,所以焦点在x轴上,且a2=10,b2=6,
所以c2=10-6=4,c=2,故焦点坐标为(2,0)和(-2,0).
答案:x (2,0)和(-2,0)
3.已知a=5,c=2,焦点在y轴上,则椭圆的标准方程为________________.
解析:由已知得b2=a2-c2=21,于是椭圆的标准方程为+=1.
答案:+=1
授课提示:对应学生用书第59页
题型一 求椭圆的标准方程
[例1] 根据下列条件,求椭圆的标准方程:
(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(,-2)和点B(-2,1).
[解析] (1)因为椭圆的焦点在x轴上,
所以设它的标准方程为+=1(a>b>0).
因为2a=+=10,所以a=5.
又c=4,所以b2=a2-c2=25-16=9.
故所求椭圆的标准方程为+=1.
(2)因为椭圆的焦点在y轴上,所以设它的标准方程为+=1(a>b>0).
又椭圆经过点(0,2)和(1,0),
所以解得
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
因为不满足a>b>0,所以无解.
综上可知,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
故所求椭圆的标准方程为+=1.
1.利用待定系数法求椭圆标准方程的步骤:
(1)定位,确定焦点在哪个轴上;
(2)定量,依据条件及a2=b2+c2确定a、b、c的值;
(3)写出标准方程.
2.求椭圆方程时,若没有指明焦点位置,一般可设所求方程为+=1(m>0,n>0,且m≠n).再根据条件确定m、n的值.
3.当椭圆过两定点时,常设椭圆方程为Ax2+By2=1(A>0,B>0,且A≠B).将点的坐标代入解方程组求得系数.
[跟踪训练]
1.求适合下列条件的椭圆的标准方程:
(1)求中心在原点,焦点在坐标轴上,且经过两点(2,0)和(0,1)的椭圆的标准方程;
(2)焦点分别为(0,-2),(0,2),经过点(4,3);
(3)经过两点(2,-),.
解析:(1)设椭圆方程为mx2+ny2=1(m>0,n>0,m≠n).
∵椭圆过(2,0)和(0,1)两点,
∴∴
综上可知,所求椭圆方程为+y2=1.
(2)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.
(3)法一:若椭