内容正文:
直线
3.1.2 椭圆的简单几何性质
第1课时
实验引入
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与利用直线的方程、圆的方程研究它们的几何性质一样,我们利用椭圆的标准方程研究椭圆的几何性质,包括椭圆的范围、形状、大小、对称性和特殊点等.
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观察:观察椭圆的形状,你能从图上看出它的范围吗?它具有怎样的对称性?椭圆上哪些点比较特殊?
下面我们用椭圆方程来研究椭圆的几何性质.
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新知探索
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思考1:观察图,容易看出椭圆上的点都在一个特定的矩形内,你能利用方程(代数方法)确定出它的具体边界吗?
由方程,可知
所以,椭圆上点的横坐标都适合不等式,即.
同理有,即.
这说明椭圆位于直线和围成的矩形框里.
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新知探索
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问题1:观察椭圆的形状,可以发现椭圆既是轴对称图形,又是中心对称图形.如何利用方程说明椭圆的对称性?
在椭圆的标准方程中,以代,方程不变.这说明当点在椭圆上时,它关于轴的对称点也在椭圆上,所以椭圆关于轴对称.同理,以代方程也不变,这说明如果点在椭圆上,那么它关于轴的对称点也在椭圆上,所以椭圆关于轴对称.以代,以代,方程也不变,这说明当点在椭圆上时,它关于原点的对称点
也在椭圆上,所以椭圆关于原点对称.
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新知探索
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思考2:你认为椭圆上哪些点比较特殊?为什么?如何得到这些点的坐标?
综上,椭圆关于轴、轴都是对称的.这时,坐标轴是椭圆的对称轴,原点是椭圆的对称中心,椭圆的对称中心叫做椭圆的中心.
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研究曲线上某些特殊点的位置,可以确定曲线的位置.
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在椭圆的标准方程中,令,得.因此,是椭圆与轴的两个交点.同理,令,得.因此,是椭圆与轴的两个交点. 因为轴、轴是椭圆的对称轴,所以椭圆与它的对称轴有四个交点,这四个交点叫做椭圆的顶点.
线段,分别叫做椭圆的长轴和短轴,它们的长分别等于和,和分别叫做椭圆的长半轴长和短半轴长.
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思考3:观察下图,我们发现,不同形状的椭圆的扁平程度不同,相同形状的椭圆的扁平程度相同.扁平程度是椭圆的重要形状特征,你能用适当的量定量刻画椭圆的扁平程度吗?
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新知探索
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如图,椭圆的长半轴长为,半焦距为.利用信息技术,保持长半轴长不变,改变椭圆的半焦距,可以发现,越接近,椭圆越扁平.类似地,保持不变,改变的大小,则越接近,椭圆越扁平;