内容正文:
第02讲 3.1.2椭圆的简单几何性质
课程标准
学习目标
①掌握椭圆的简单几何性质,了解椭圆中a,b,c,e的几何意义。
②会根据椭圆的方程解决椭圆的几何性质,会用椭圆的几何意义解决相关问题。
③会判断点与椭圆、直线与椭圆的位置关系,会求直线与椭圆相交的弦长。
通过本节课的学习,要求掌握椭圆的几何量a,b,c,e的意义,会利用几何量之间的关系,求相关几何量的大小,会利用椭圆的几何性质解决与椭圆有关的点、弦、周长、面积等问题。
知识点01:椭圆的简单几何性质
焦点的位置
焦点在轴上
焦点在轴上
图形
标准方程
()
()
范围
,
,
顶点
,,
,
轴长
短轴长=,长轴长=
焦点
焦距
对称性
对称轴:轴、轴 对称中心:原点
离心率
,
【即学即练1】(2023春·河北石家庄·高二正定中学校考阶段练习)若椭圆的离心率为,则椭圆的长轴长为 .
【答案】或
【详解】因为椭圆的离心率为,易知,
当时,椭圆焦点在轴上,,,
所以,解得,则,所以椭圆的长轴长为.
当时,椭圆焦点在轴上,,,
所以,得,满足题意,
此时,所以椭圆的长轴长为.
故答案为:或.
知识点02:椭圆的简单几何性质
离心率:椭圆焦距与长轴长之比:. ()
当越接近1时,越接近,椭圆越扁;
当越接近0时,越接近0,椭圆越接近圆;
当且仅当时,图形为圆,方程为
【即学即练2】(2023春·云南玉溪·高二云南省玉溪第三中学校考期末)已知椭圆E:的右焦点为,左顶点为,若E上的点P满足轴,,则E的离心率为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】设,则直线:,由,得,即,
而,,由,得,即,
有,又,因此,
所以E的离心率为.
故选:A
知识点03:常用结论
1、与椭圆共焦点的椭圆方程可设为:
2、有相同离心率:(,焦点在轴上)或(,焦点在轴上)
3、椭圆的图象中线段的几何特征(如下图):
(1);
(2),,;
(3),,;
知识点04:直线与椭圆的位置关系
1、直线与椭圆的位置关系
将直线的方程与椭圆的方程联立成方程组,消元转化为关于或的一元二次方程,其判别式为.
①直线和椭圆相交直线和椭圆有两个交点(或两个公共点);
②直线和椭圆相切直线和椭圆有一个切点(或一个公共点);
③直线和椭圆相离直线和椭圆无公共点.
【即学即练3】(2023春·江西吉安·高二校考期中)直线与椭圆的位置关系是( )
A.相离 B.相切 C.相交 D.无法确定
【答案】C
【详解】联立,
则
所以方程有两个不相等的实数根,
所以直线与椭圆相交
故选:C.
2、直线与椭圆的相交弦
直线与椭圆问题(韦达定理的运用)
(1)弦长公式:若直线与圆锥曲线相交与、两点,则:
弦长
弦长
这里的求法通常使用韦达定理,需作以下变形:
;
(2)结论1:已知弦是椭圆()的一条弦,中点坐标为,则的斜率为
运用点差法求的斜率,设,;、都在椭圆上,
两式相减得:,
即 ,故
结论2:弦的斜率与弦中心和椭圆中心的连线的斜率之积为定值:
(3).已知椭圆方程,长轴端点为,,焦点为,,是椭圆上一点,
.求:的面积(用、、表示).
设,由椭圆的对称性,不妨设,由椭圆的对称性,不妨设在第一象限.
由余弦定理知: · ①
由椭圆定义知: ②,则得
故
【即学即练4】(2023·全国·高三对口高考)通过椭圆的焦点且垂直于x轴的直线l被椭圆截得的弦长等于( )
A. B.3 C. D.6
【答案】B
【详解】由题设,不妨设过焦点且垂直于x轴的直线,
代入椭圆方程得,可得,故被椭圆截得的弦长等于.
故选:B
题型01根据椭圆的标准方程研究其几何性质
【典例1】(2023春·上海杨浦·高二校考期中)椭圆与椭圆的( )
A.长轴相等 B.短轴相等 C.焦距相等 D.长轴、短轴、焦距均不相等
【典例2】(2023秋·高二课时练习)已知P点是椭圆上的动点,A点坐标为,则的最小值为( )
A. B. C. D.
【典例3】(2023秋·浙江湖州·高二统考期末)椭圆的长轴长、短轴长、离心率依次是( )
A. B. C. D.
【变式1】(2023春·广东茂名·高二统考期末)已知椭圆的离心率为,下顶点为,点为上的任意一点,则的最大值是( )
A. B. C. D.
【变式2】(2023·全国·高三专题练习)若椭圆的离心率为,则椭圆的长轴长为( )
A.6 B.或 C. D.或
【变式3】(2023秋·高二课时练习)椭圆的焦距为4,则m的值