内容正文:
椭圆
#3.1.1 椭圆及其标准方程
学业标准
1.掌握椭圆的定义并会用椭圆的定义解决问题.(重点)
2.掌握椭圆标准方程及其推导过程,并能运用标准方程解决相关问题.(难点)
3.掌握用定义法和待定系数法求椭圆的标准方程.(重点)
[教材梳理]
导学1
椭圆的定义
给你两个图钉、一根无弹性的细绳、一张纸板,怎样画出椭圆?
[提示] 固定两个图钉,绳长大于图钉间的距离即可.
在这一过程中,移动的笔尖(动点)满足的几何条件是什么?
[提示] 到两个定点的距离和等于常数.
在椭圆定义中,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] 当距离之和等于|F1F2|时,动点的轨迹就是线段F1F2;当距离之和小于|F1F2|时,动点的轨迹不存在.
◎结论形成
椭圆的定义
1.定义:平面内与两个定点F1,F2的距离之和等于常数(大于|F1F2|)的点的轨迹叫做椭圆.
2.焦点:两个定点F1,F2.
3.焦距:两焦点间的距离|F1F2|,焦距的一半称为半焦距.
导学2
椭圆的标准方程
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.
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.
建系时,如果把焦点放在y轴上,是不是能得到另外一种形式的椭圆?
[提示] 是.
◎结论形成
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)
图形
焦点坐标
(-c,0)(c,0)
(0,-c)(0,c)
a,b,c的
关系
a2=b2+c2
[基础自测]
1.思维辨析(对的打“√”,错的打“×”)
(1)已知F1(-4,0),F2(4,0),平面内到F1,F2两点的距离之和等于8的点的轨迹是椭圆.( )
(2)已知F1(-4,0),F2(4,0),平面内到F1,F2两点的距离之和等于6的点的轨迹是椭圆.( )
(3)平面内到点F1(-4,0),F2(4,0)两点的距离之和等于点M(5,3)到F1,F2的距离之和的点的轨迹是椭圆.( )
(4)平面内到点F1(-4,0),F2(4,0)距离相等的点的轨迹是椭圆.( )
解析 (1)×.因为2a=|F1F2|=8,动点的轨迹是线段F1F2,不是椭圆.
(2)×.2a<|F1F2|,动点不存在,因此轨迹不存在.
(3)√.符合椭圆的定义.
(4)×.平面内到点F1(-4,0),F2(4,0)距离相等的点的轨迹是线段F1F2的垂直平分线.
答案 (1)× (2)× (3)√ (4)×
2.椭圆+=1的焦距为( )
A.2 B.3
C.2 D.4
解析 由椭圆方程可知焦距2c=2×=4.
答案 D
3.设P是椭圆+=1上的点,若F1,F2是椭圆的两个焦点,则|PF1|+|PF2|等于( )
A.4 B.5
C.8 D.10
解析 由椭圆方程知a2=25,则a=5,|PF1|+|PF2|=2a=10.
答案 D
4.平面内一动点M到两定点F1,F2距离之和为常数2a,则点M的轨迹不可能为( )
A.圆 B.椭圆
C.线段 D.无轨迹
解析 当2a>|F1F2|时,轨迹为椭圆;当2a=|F1F2|时,轨迹为线段;当2a<|F1F2|时,轨迹不存在.
答案 A
题型一 求椭圆的标准方程一题多变
(1)点P(-3,0)是圆C:x2+y2-6x-55=0内一定点,动圆M与已知圆相内切且过P点,判断圆心M的轨迹.
(2)求中心在原点,焦点在y轴上,且经过两点P,Q的椭圆的标准方程.
[自主解答] (1)方程x2+y2-6x-55=0化成标准形式为(x-3)2+y2=64,圆心为(3,0),半径r=8.
因为动圆M与已知圆相内切且过P点,
所以|MC|+|MP|=r=8,
根据椭圆的定义,动点M到两定点C,P的距离之和为定值8>6=|CP|,所以动点M的轨迹是椭圆.
(2)设椭圆的标准方程为+=1(a>b>0).
依题意,有解得
所以所求椭圆的标准方程为+=1.
[母题变式]
1.(变条件)若将例1(1)中圆C的方程改为:x2+y2-6x=0且点P(-3,0)为其外一定点,动圆M与已知圆C相外切且过P点,求动圆圆心M的轨迹方程.
解析 设任意点M(x,y),由题意可知,圆C的圆心坐标为C(3,0),半径r=3.
由|MC|=|MP|+r知|MC|-|MP|=r=3,
即-=3,整理得-=1(x<0).
2.(变条件