内容正文:
第3章 圆锥曲线与方程
3.1.1 椭圆的标准方程
明学习目标
知结构体系
课标
要求
1.经历从具体情境中抽象出椭圆的过程,了解椭圆的实际背景.
2.掌握椭圆的定义及椭圆的标准方程.
3.会用定义法、待定系数法和相关点法求椭圆的标准方程.
重点
难点
重点:椭圆的几何特征,椭圆的定义及标准方程.
难点:椭圆标准方程的推导与化简,坐标法的应用.
第 课时 椭圆的标准方程
(一)椭圆的定义
平面内到两个定点F1,F2的距离之和等于常数(大于F1F2)的点的轨迹叫作椭圆,两个定点F1,F2叫作椭圆的焦点,两个焦点间的距离叫作椭圆的焦距.
1.对定义中限制条件“两个定点”的理解
椭圆定义中的两个定点F1,F2是指不重合的两点,当F1与F2重合时,相应点的集合是圆.
2.对定义中限制条件“常数(大于F1F2)”的理解
条件
结论
2a>F1F2
动点的轨迹是椭圆
2a=F1F2
动点的轨迹是线段F1F2
2a<F1F2
动点不存在,因此轨迹不存在
3.定义的双向运用
一方面,符合定义中条件的动点的轨迹为椭圆;另一方面,椭圆上所有的点一定满足定义的条件(即到两焦点的距离之和为常数).
(多选)平面上,动点M满足以下条件,其中M的轨迹为椭圆的是( )
A.M到两定点(0,2),(0,-2)的距离之和为4
B.M到两定点(0,2),(0,-2)的距离之和为6
C.M到两定点(3,0),(-3,0)的距离之和为6
D.M到两定点(3,0),(-3,0)的距离之和为8
答案:BD
(二)椭圆的标准方程
焦点位置
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
F1(-c,0),F2(c,0)
F1(0,-c),F2(0,c)
a,b,c的关系
c2=a2-b2
1.椭圆的焦点总在长轴上,当焦点在x轴上时,椭圆的焦点坐标为(c,0),(-c,0),当焦点在y轴上时,椭圆的焦点坐标为(0,c),(0,-c).
2.在两种标准方程中,a2>b2,所以可以根据分母的大小来判定焦点在哪一个坐标轴上.
3.P是椭圆上的任意一点(不在坐标轴上),F1,F2为椭圆的两焦点,则△PF1F2的周长为2(a+c).
4.焦点三角形:椭圆上的点P(x0,y0)(异于长轴的端点)与两焦点构成的△PF1F2叫作焦点三角形.若r1=|PF1|,r2=|PF2|,∠F1PF2=θ,△PF1F2的面积为S,则在椭圆+=1(a>b>0)中:
(1)当r1=r2,即点P的位置为椭圆与y轴交点时,θ最大;
(2)S=b2tan =c|y0|,当|y0|=b,即点P的位置为椭圆与y轴交点时,S取最大值,最大值为bc.
1.判断正误
(1)椭圆的标准方程只与椭圆的形状、大小有关,与位置无关.( )
(2)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.( )
(3)方程mx2+ny2=1(m>0,n>0,m≠n)表示的曲线是椭圆.( )
(4)椭圆的一个焦点、中心和短轴的一个端点构成直角三角形,其中a为斜边,且a2=b2+c2.( )
答案:(1)× (2)√ (3)√ (4)√
2.已知椭圆的焦点为(-1,0)和(1,0),点P(2,0)在椭圆上,则椭圆的标准方程为( )
A.+=1 B.+y2=1
C.+=1 D.+x2=1
解析:选A 由椭圆的焦点为(-1,0)和(1,0)可知,椭圆的焦点在x轴上,且c=1.
又点P(2,0)在椭圆上,∴a=2.
由b2=a2-c2,得b2=22-12=3,
∴椭圆的标准方程为+=1.故选A.
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求椭圆的标准方程
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[典例] 求适合下列条件的椭圆的标准方程.
(1)焦点在y轴上,经过两个点(0,2)和(1,0);
(2)椭圆的两个焦点的坐标分别是(0,-2),(0,2),并且椭圆经过点;
(3)经过点P,Q.
[解] (1)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
解得所以所求的椭圆的标准方程为+x2=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),
由椭圆的定义知,2a=+=2,即a=,
又c=2,所以b2=a2-c2=6,所以所求椭圆的标准方程为+=1.
(3)法一:(分类讨论法)①当椭圆焦点在x轴上时,可设椭圆的标准方程为+=1(a>b>0).
依题意,有解得
由a>b>0,知不合题意,故舍去;
②当椭圆焦点在y轴上时,可设椭圆的标