内容正文:
专题22 椭圆及其标准方程6种常见考法归类
1、椭圆的定义
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.这两个定点叫做椭圆的焦点,两焦点间的距离叫做椭圆的焦距.
注:(1)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.
(2)只有同时满足两个焦点F1,F2在坐标轴上,线段F1F2的中点是坐标原点.这两个条件时,所得到的方程才是标准方程.
2、椭圆的标准方程
焦点位置
在x轴上
在y轴上
标准方程
+=1
(a>b>0)
+=1
(a>b>0)
图形
焦点坐标
(±c,0)
(0,±c)
a,b,c的关系
a2=b2+c2
注:依据椭圆的标准方程判断椭圆的焦点在哪条坐标轴上,只需看标准方程中的分母的大小,即椭圆的焦点在x轴上⇔标准方程中x2项的分母较大;椭圆的焦点在y轴上⇔标准方程中y2项的分母较大.
3、在椭圆的定义中必须要注意以下两个问题
(1)定义中到两定点的距离之和是常数,而不能是变量.
(2)常数(2a)必须大于两定点间的距离,否则轨迹不是椭圆.
4、椭圆定义的应用技巧
(1)椭圆的定义具有双向作用,即若|MF1|+|MF2|=2a(2a>|F1F2|),则点M的轨迹是椭圆;反之,椭圆上任意一点M到两焦点的距离之和必为2a.
(2)涉及焦点三角形面积时,可把|PF1|·|PF2|看作一个整体,运用|PF1|2+|PF2|2=(|PF1|+|PF2|)2-2|PF1|·|PF2|及余弦定理求出|PF1|·|PF2|,而无需单独求解.
(3)一般地,关于椭圆的一些问题我们经常考虑利用其定义,这时候就要关注它的两个焦点,把问题转化为研究椭圆上的点到两个焦点的距离之和的问题.
5、椭圆的标准方程的特征
(1)几何特征:椭圆的中心在坐标原点,焦点在x轴或y轴上.
(2)代数特征:方程右边为1,左边是关于与的平方和,并且分母为不相等的正值.
6、确定椭圆的方程包括“定位”和“定量”两个方面
(1)“定位”是指确定与坐标系的相对位置,在中心为原点的前提下,确定焦点位于哪条坐标轴上,以判断方程的形式;
(2)“定量”是指确定a2,b2的具体数值,常根据条件列方程求解.
7、椭圆标准方程的两种应用
由椭圆的标准方程可以确定焦点坐标,或求参数的值或取值范围.
(1)求椭圆的焦点坐标时,若方程不为标准方程,应先将其化为标准方程,确定a2,b2的值和焦点所在的坐标轴,再利用关系式a2=b2+c2求出c,即可写出焦点坐标.
(2)已知方程求参数的值或取值范围时,需注意:对于方程=1,当m>n>0时,方程表示焦点在x轴上的椭圆;当n>m>0时,方程表示焦点在y轴上的椭圆.特别地,当n=m>0时,方程表示圆心在原点的圆.若已知方程不是标准方程,需先进行转化.
8、利用待定系数法求椭圆的标准方程的思路
采用待定系数法求椭圆的标准方程的步骤为:
主要步骤可归纳为“先定位,再定量”.
需要注意的是:若椭圆的焦点位置不确定,需要分焦点在x轴上和在y轴上两种情况讨论,也可设椭圆的方程为Ax2+By2=1(A>0,B>0,A≠B).
9、椭圆的焦点三角形
椭圆上一点P与椭圆的两焦点F1,F2构成的△F1PF2称为焦点三角形,解关于椭圆中的焦点三角形问题时要充分利用椭圆的定义、三角形中的正弦定理、余弦定理等知识.对于求焦点三角形的面积,若已知∠F1PF2,可利用S=absinC把|PF1|·|PF2|看成一个整体,利用定义|PF1|+|PF2|=2a及余弦定理求出|PF1|·|PF2|,这样可以减少运算量.
焦点三角形的常用公式:
(1)焦点三角形的周长L=2a+2c.
(2)在△PF1F2中,由余弦定理可得|F1F2|2=|PF1|2
+|PF2|2-2|PF1||PF2|cos∠F1PF2.
(3)设P(xP,yP),焦点三角形的面积S△F1PF2=c|yP|=|PF1||PF2|·sin∠F1PF2=b2tan.
10、解决与椭圆有关的轨迹问题的三种方法
(1)直接法:直接法是求轨迹方程的最基本的方法,根据所满足的几何条件,将几何条件{M|p(M)}直接翻译成x,y的形式,即F(x,y)=0,然后进行等价变换,化简为f(x,y)=0.
(2)定义法:用定义法求椭圆方程的思路是:先观察、分析已知条件,看所求动点轨迹是否符合椭圆的定义.若符合椭圆的定义,则用待定系数法求解即可.
(3)相关点法:有些问题中的动点轨迹是由另一动点按照某种规律运动而形成的,只要把所求动点的坐标“转移”到另一个动点在运动中所遵循的条件中去,即可解决问题,这种方法称为相关点法.
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