内容正文:
椭圆及其标准方程
Conic sections · ellipse
3.1.1
中国国家大剧院
中国国家大剧院造型新颖、前卫,构思独特,庞大的椭圆外形在长安街上显得像个“天外来客” 。这座“城市中的剧院、剧院中的城市”以一颗献给新世纪的超越想象的“湖中明珠”的奇异姿态出现。
圆锥曲线应用广泛与科研、生产以及人类生活有着密切的联系。
建立方程
几何特征
定义椭圆
研究思路
我们常常采用生成性定义来定义平面几何图形
例如圆是平面上到定点的距离等于定长的点的轨迹
类似的,怎样定义椭圆呢?
生成性定义
椭圆: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.
焦点:两个定点F1,F2.
焦距:两焦点间的距离|F1F2|.
半焦距:焦距的一半
定义椭圆
F1 F2
建立方程
几何特征
若常数等于|F1F2|,轨迹是什么?
若常数小于|F1F2|呢?
一条线段
不存在
对称性
观察椭圆的形状,你认为它有什么几何特点
F1 F2
M
O
x
y
几何特征
建立方程
设P(x, y)是椭圆上任意一点,椭圆的焦距2c(c>0),P与F1和F2的距离的和等于正常数2a (2a>2c) ,则F1、F2的坐标分别是(c,0)、(c,0) .
求动点P的轨迹方程.
解:由椭圆的定义得:
又因为
得:
解得:
建立方程
设P(x, y)是椭圆上任意一点,椭圆的焦距2c(c>0),P与F1和F2的距离的和等于正常数2a (2a>2c) ,则F1、F2的坐标分别是(c,0)、(c,0) .
求动点P的轨迹方程.
解得:
因为 即 ,故
设
则
你能从中找出表示a、c、b的线段吗?
椭圆的标准方程
是焦点在y轴上的椭圆的标准方程
思考
它所表示的椭圆的焦点在x轴上,焦点是 ,中心在坐标原点的椭圆方程 ,其中
如果椭圆的焦点在y轴上,那么椭圆的标准方程是什么?
只要将方程中 的 x 和 y 调换,即可得
思考:能否根据椭圆的标准方程,判定焦点位置?
焦点在x轴上 焦点在y轴上
标准方程 _________________ _________________
焦点坐标 ____________________ ____________________
a,b,c的关系 __________
F1(-c,0),F2(c,0)
F1(0,-c),F2(0,c)
b2=a2-c2
椭圆的标准方程
焦点位置
思考:能否根据椭圆的标准方程,判定焦点位置?
椭圆的焦点在x轴上⇔标准方程中含x2项的分母较大;
椭圆的焦点在y轴上⇔标准方程中含y2项的分母较大.
新知巩固
XIN ZHI GONG GU
1.平面内到点F1(-4,0),F2(4,0)距离相等的点的轨迹是椭圆.( )
2.到平面内两个定点的距离之和等于定长的点的轨迹叫做椭圆.( )
3.椭圆标准方程只与椭圆的形状、大小有关,与位置无关.( )
4.椭圆的两种标准形式中,虽然焦点位置不同,但都满足a2=b2+c2.( )
×
×
×
√
5.椭圆的焦点是 , ,焦距是 .
8
(-8,0) (8,0)
16
求椭圆的标准方程
QIU TUO YUAN DE BIAO ZHUN FANG CHENG
例1 求适合下列条件的椭圆的标准方程.
(1)焦点在y轴上,且经过两个点(0,2)和(1,0);
解 ∵椭圆的焦点在y轴上,
待定系数法
设标准方程
代入点求出a和b
注意判断标准方程的形式,看清焦点在哪里
除了待定系数法,还能用其他方法求它的标准方程吗?
求椭圆的标准方程
QIU TUO YUAN DE BIAO ZHUN FANG CHENG
例1 求适合下列条件的椭圆的标准方程.
(1)焦点在y轴上,且经过两个点(0,2)和(1,0);
解 ∵椭圆的焦点在y轴上,
待定系数法
设标准方程
代入点求出a和b
注意判断标准方程的形式,看清焦点在哪里.
另解 ∵椭圆的焦点在y轴上,
且经过两个点(0,2)和(1,0)
∴a=2,b=1
求椭圆的标准方程
QIU TUO YUAN DE BIAO ZHUN FANG CHENG
(2)两个焦点的坐标分别是(0,-2),(0,2),并且椭