内容正文:
§1 椭 圆
1.1 椭圆及其标准方程
课程标准 素养解读
1.理解椭圆的定义及椭圆的标准方程
2.掌握用定义法和待定系数法求椭圆的标准方程
3.理解椭圆标准方程的推导过程,并能运用标准
方程解决相关问题
1.通过椭圆标准方程及椭圆焦点三角形的有
关问题学习,培养学生的数学运算素养
2.借助轨迹方程的学习,培养学生的逻辑
推理及直观想象核心素养
[情境引入]
椭圆是圆锥曲线的一种,具有丰富的几何
性质,在科研生产和人类生活中具有广泛的应
用,那么椭圆到底有怎样的几何性质,我们该
如何利用这些特征建立椭圆的方程,从而为研
究椭圆的几何性质奠定基础.
[知识梳理]
[知识点一] 椭圆的定义
定义
平面内到两个定点F1,F2 的
(大于|F1F2|)的点的集
合(或轨迹)叫作椭圆
焦点 两个 F1,F2 叫作椭圆的焦点
焦距
两焦点间的 |F1F2|叫作椭圆的
焦距,焦距的一半称为半焦距
集合
语言
P={M| ,2a>|F1F2|}
(1)椭圆定义中将“大于|F1F2|”改为
“等于|F1F2|”的常数,其他条件不变,点的轨
迹是什么?
(2)椭圆定义中将“大于|F1F2|”改为“小于
|F1F2|”的常数,其他条件不变,动点的轨迹
是什么?
[知识点二] 椭圆的标准方程
焦点在x轴上 焦点在y轴上
标准方程
x2
a2
+y
2
b2
=1
(a>b>0)
y2
a2
+x
2
b2
=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 b
2=a2-c2
44
数学(BS)选择性必修第一册
[预习自测]
1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)
(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. ( )
2.设P 是椭圆x
2
16+
y2
25 =1
上的点.若F1,F2
是椭圆的两个焦点,点P 到焦点F1 的距离
是3,则点P 到另一焦点F2 的距离是
( )
A.10 B.8
C.7 D.5
3.椭圆的两个焦点坐标分别为F1(0,-8),F2
(0,8),且椭圆上一点到两个焦点的距离之
和为20,则此椭圆的标准方程为 ( )
A.x
2
100+
y2
36=1 B.
y2
400+
x2
336=1
C.y
2
100+
x2
36=1 D.
y2
20+
x2
12=1
4.已知椭圆中a=5,c=3,焦点在x轴上,则
椭圆的标准方程为 .
求椭圆的标准方程
[例1] 求满足下列条件的椭圆的标准方程:
(1)两个焦点的坐标分别为F1(-4,0),F2
(4,0),并且椭圆上一点P 与两焦点的距离
的和等于10;
(2)焦点坐标分别为(0,-2),(0,2),经过点
(4,3 2);
(3)经过两点(2,- 2),-1,142
æ
è
ç
ö
ø
÷.
(1)利用待定系数法求椭圆的标准方程
①先确定焦点位置;②设出方程;③寻
求a,b,c的等量关系;④求a,b的值,
代入所设方程.
(2)当焦点位置不确定时,可设椭圆方程为
mx2+ny2=1(m≠n,m>0,n>0).因
为它包括焦点在x轴上(m<n)或焦点
在y轴上(m>n)两类情况,所以可以避
免分类讨论,从而简化了运算.
[变式训练]
1.根据下列条件,求出椭圆的标准方程:
(1)两个焦点坐标分别是(0,5),(0,-5),椭
圆上一点P 到两焦点的距离和为26;
(2)经过点P 1,32
æ
è
ç
ö
ø
÷,两焦点间的距离为2,
焦点在x轴上.
54
第二章 圆锥曲线
椭圆标准方程的判定
[例2] (1)若方程x2+ky2=2表示焦点在y
轴上的椭圆,求k的取值范围;
(2)若方程 x
2
k-3+
y2
5-k=1
表示椭圆,求k
的取值范围.
[思路点拨] 椭圆标准方程中,分母都
大于零且不相等.在解题时,不仅要注意分
母都大于零,还要注意分母相等时该方程
就变成了圆的方程.
方程x
2
m+
y2
n=1
表示椭圆的条件是m>0,
n>0,m≠n;
表示焦点在x轴上的椭圆的条件是m>0,
n>0,m>n;
表示焦点在y轴上的椭圆的条件是m>0,
n>0,m<n.
[变式训练]
2.若方程 x
2
16-m +
y2
m+9=1
表示焦点在y轴
上的椭圆,则实数m 的取值范围是 ( )
A.(-9,16) B.(-9,72
)
C.(72
,16) D.72
,+∞
æ
è
ç
ö
ø
÷
椭圆中的焦点三角形问题
[例3] (1)椭圆x
2
9+
y2
2=1
的焦点为F1,F2,点
P在椭圆上,若|PF1|=4,则∠F1PF2 的大小
为 .
(2)已知椭圆x
2
4+
y2
3=1
中,点P 是椭圆上
一点,F1,F2 是椭圆的焦点,且∠PF1F2=
120°,则△PF1F2 的面积为 .
[思路点拨] (1)求|PF2|→
求cos∠F1PF2 → 求∠F1PF2 的大小
(2)
椭圆定义和
余弦定理
→
建立关于|PF1|,
|PF2|的方程
→
联立求解|PF1|→
求三角形
的面积
(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)椭圆中的焦点三角形
椭圆上一点P 与椭圆的两个焦点F1,
F2 构成的△PF1F2,称为焦点三角形.
在处理椭圆中的焦点三角形问题时,可
结合椭圆的定义|MF1|+|MF2|=2a
及三角形中的有关定理和公式(如正弦
定理、余弦定理、三角形面积公式等)来
求解.
[变式训练]
3.(1)(2023全国甲卷(理))已知椭圆x
2
9+
y2
6
=1,F1、F2 为两个焦点,O 为原点,P 为椭
圆上一点,cos∠F1PF2=
3
5
,则|PO|=
( )
A.25 B.
30
2 C.
3
5 D.
35
2
(2)已知P 是椭圆y
2
5+
x2
4=1
上的一点,F1,
F2 是椭圆的两个焦点,且∠F1PF2=30°,则
△F1PF2 的面积是 .
64
数学(BS)选择性必修第一册
利用椭圆定义求轨迹方程
[例4] 如图,一动圆过定点
A(2,0),且与定圆B:x2+4x
+y2-32=0内切,求动圆圆
心 M 的轨迹方程.
[思路点拨] 根据两圆内切的特点,得出
|MA|+|MB|=6>|AB|=4,所以点 M
的轨迹是以A,B 为焦点的椭圆,进而求出
a2,b2 即可得点 M 的轨迹方程.
利用椭圆定义求动点轨迹方程的三个步骤
[变式训练]
4.在圆C:(x+1)2+y2=25内有一点A(1,0),
Q 为圆C 上一点,AQ 的垂直平分线与C,Q
的连线交于点M,求点 M 的轨迹方程.
[当堂达标]
1.(多选)若椭圆x
2
m+
y2
4=1
的焦距是2,则m=
( )
A.1 B.3 C.5 D.7
2.过点A(3,-2)且与椭圆x
2
9 +
y2
4 =1
有相
同焦点的椭圆的标准方程为 ( )
A.x
2
15+
y2
10=1 B.
x2
25+
y2
20=1
C.x
2
10+
y2
15=1 D.
x2
20+
y2
15=1
3.若方程x
2
m+
y2
2m-1=1
表示椭圆,则实数m
满足的条件是 .
4.设F1,F2 是椭圆
x2
9+
y2
4=1
的两个焦点,P
是椭圆上的点,且|PF1|∶|PF2|=2∶1,求
△F1PF2 的面积.
学习至此,请完成配套训练
74
第二章 圆锥曲线
设对称点 M′(a,b),则
2×a+22 -3×
b+0
2 +1=0
,
b-0
a-2×
2
3=-1
,{ ,得 M′ 613,3013( ).
设直线m 与直线l的交点为N,则
由 2x-3y+1=0,3x-2y-6=0,{ 得N(4,3).又m′经过点N(4,3),
∴由两点式得直线m′的方程为9x-46y+102=0.
(3)方法一 在l:2x-3y+1=0上任取两点,
如 M(1,1),N(4,3),则 M,N 关于点A(-1,-2)的对称点
M′,N′均在直线l′上,
易得 M′(-3,-5),N′(-6,-7),
再由两点式可得l′的方程为2x-3y-9=0.
方法二:∵l∥l′,
∴设l′的方程为2x-3y+C=0(C≠1).
∵点A(-1,-2)到两直线l,l′的距离相等,
∴由点到直线的距离公式,得
|-2+6+C|
22+(-3)2
=|-2+6+1|
22+(-3)2
,解得C=-9,
∴l′的方程为2x-3y-9=0.
方法三:设P(x,y)为l′上任意一点,
则P(x,y)关于点A(-1,-2)的对称点为P′(-2-x,-4
-y).∵点 P′在 直 线l 上,∴2(-2-x)-3(-4-y)+
1=0,即2x-3y-9=0.
[例7] [解] 法一 设圆的方程是(x-a)2+(y-b)2=10.
因为圆心在直线y=2x上,所以b=2a.①
由方程组 x-y=0,(x-a)2+(y-b)2=10,{ 得2x
2-2(a+b)x+a2
+b2-10=0,所以x1+x2=a+b,x1x2=
a2+b2-10
2 .
由弦长公式得 2 (a+b)2-2(a2+b2-10)=4 2,化 简 得
(a-b)2=4.②
解①②组成的方程组,得a=2,b=4或a=-2,b=-4.故所
求圆的方程是(x-2)2+(y-4)2=10或(x+2)2+(y+4)2
=10.
法二 设圆的方程为(x-a)2+(y-b)2=10,则圆心为(a,
b),半径r= 10,
圆心(a,b)到直线x-y=0的距离d=|a-b|
2
.
由半弦长、弦心距、半径组成的直角三角形得d2+ 4 2
2
æ
è
ç
ö
ø
÷
2
=r2,即
(a-b)2
2 +8=10
,所以(a-b)2=4.
又因为b=2a,所以a=2,b=4或a=-2,b=-4.
故所求圆的方程是(x-2)2+(y-4)2=10或(x+2)2+(y
+4)2=10.
[例8] [解] (1)圆心C(1,2),半径r=2,当直线的斜率不
存在时,方程为x=3.由圆心C(1,2)到直线x=3的距离d
=3-1=2=r知,此时,直线与圆相切.当直线的斜率存在
时,设方程为y-1=k(x-3),即kx-y+1-3k=0.
由题意知|k-2+1-3k|
k2+1
=2,解得k=34.
∴圆的切线方程为y-1=34
(x-3),即3x-4y-5=0.
故过点 M 的圆的切线方程为x=3或3x-4y-5=0.
(2)∵圆心到直线ax-y+4=0的距离为|a+2|
a2+1
,
∴
|a+2|
a2+1
æ
è
ç
ö
ø
÷
2
+ 2 3
2
æ
è
ç
ö
ø
÷
2
=4,解得a=-34.
[例9] [解] 因为两圆的标准方程分别为(x-1)2+(y-
3)2=11,(x-5)2+(y-6)2=61-m,
所以 两 圆 的 圆 心 分 别 为 (1,3),(5,6),半 径 分 别 为
11, 61-m,
(1)当 两 圆 外 切 时,由 (5-1)2+(6-3)2 = 11+
61-m,得m=25+10 11.
(2)当两圆内切时,因为定圆半径 11小于两圆圆心之间的
距离5,所以 61-m- 11=5,解得m=25-10 11.
(3)由(x2+y2-2x-6y-1)-(x2+y2-10x-12y+45)=
0,得两圆的公共弦所在直线的方程为4x+3y-23=0.
故两圆的公共弦的长为2 11-
|4+3×3-23|
42+32
æ
è
ç
ö
ø
÷
2
=2 7.
[例10] [解] (1)因为圆C1 的方程x2+y2-6x+5=0可
化为(x-3)2+y2=4,所以圆心坐标为(3,0).
(2)设A(x1,y1),B(x2,y2)(x1≠x2),M(x0,y0),
则x0=
x1+x2
2
,y0=
y1+y2
2 .
由题意可知直线l的斜率必存在,
设直线l的方程为y=tx.
将上述方程代入圆C1 的方程,
化简得(1+t2)x2-6x+5=0.
由题意,可得x1+x2=
6
1+t2
,Δ=36-20(1+t2)>0,(∗)
所以x0=
3
1+t2
,代入直线l的方程,得y0=
3t
1+t2
.
因为 x20 +y20 =
9
(1+t2)2
+ 9t
2
(1+t2)2
=9
(1+t2)
(1+t2)2
= 9
1+t2
=
3x0.所以 x0-
3
2( )
2
+y20=
9
4.
由(∗)解得t2<45.
又t2≥0,所以53<x0≤3.
所以线段AB 的中点 M 的轨迹C 的方程为 x-32( )
2
+y2
=94
5
3<x≤3( ).
(3)存 在 实 数 k 满 足 条 件.由 (2)知,曲 线 C 是 在 区 间
5
3
,3( ] 上的一段圆弧.
如图,D 5
3
,2 5
3
æ
è
ç
ö
ø
÷,
E 5
3
,-2 53
æ
è
ç
ö
ø
÷,F(3,0),
直线L过定点G(4,0).
联立直 线 L 的 方 程 与 曲 线C 的 方
程,消去y整理得(1+k2)x2-(3+
8k2)x+16k2=0.由Δ=0,解得k=
±34
,由求根公式解得交点的横坐标为x=125∈
5
3
,3( ] ,
由图可知要使直线L与曲线C 只有一个交点,
则k∈ -2 57
,2 5
7[ ] ∪ -
3
4
,3
4{ }.
故所求k的取值范围为 -2 57
,2 5
7[ ] ∪ -
3
4
,3
4{ }.
[例11] [解] (1)根据题意画出图形,
当P 与 C(或 D)重 合 时,直 线 BC
(BD)与圆A 相切,
设直线BC解析式为y-1=k(x-2),
即kx-y-2k+1=0,
∴圆心(0,1)到直线BC的距离d=r,即
|-2k|
k2+1
=1,解得:k=± 33
,
∴- 33≤k≤
3
3
,即- 33≤
y-1
x-2≤
3
3
,
∴y-1x-2
的最大值与最小值分别为- 33
,3
3.
(2)x2+y2 表示圆上的点到原点的距离的平方,先求出圆心
(0,1)到原点(0,0)的距离为1,则x2+y2 的最大值为(1+
1)2=4,最小值为0.
第二章 圆锥曲线
§1 椭 圆
1.1 椭圆及其标准方程
课前预习学案
知识梳理
知识点一 距离之和等于常数 定点 距离 |MF1|+|MF2|=2a
[思考]
[提示] (1)点的轨迹是线段F1F2.
(2)当距离之和小于|F1F2|时,动点的轨迹不存在.
预习自测
1.(1)× (2)× (3)√ (4)×
2.C [∵椭圆的方程x
2
16+
y2
25=1
,∴椭圆的焦点在y轴上,a2
=25且b2=16,可得a=5且b=4.∵点P 到椭圆的两个焦
点的距离之和为2a=10,∴根据椭圆的定义可得点P 到另
一个焦点的距离为10-3=7.]
722
参考答案
3.C [由题意知c=8,2a=20,∴a=10,∴b2=a2-c2=36,故
椭圆的方程为y
2
100+
x2
36=1.
]
4.解析:由a2=b2+c2,得b2=52-32=42=16,所以椭圆的标
准方程为x
2
25+
y2
16=1.
答案:x
2
25 +
y2
16 =1
课堂互动学案
[例1] [解] (1)因为椭圆的焦点在x 轴上,且c=4,2a=
10,所以a=5,b= a2-c2 = 25-16=3,所以椭圆的标
准方程为x
2
25+
y2
9=1.
(2)因为椭圆的焦点在y轴上,所以可设它的标准方程为y
2
a2
+x
2
b2
=1(a>b>0).
法 一:由 椭 圆 的 定 义 知 2a= (4-0)2+(3 2+2)2 +
(4-0)2+(3 2-2)2=12,
解得a=6.又c=2,所以b= a2-c2=4 2.
所以椭圆的标准方程为y
2
36+
x2
32=1.
法二:因为所求椭圆过点(4,3 2),所以18
a2
+16
b2
=1.
又c2=a2-b2=4,可解得a2=36,b2=32.
所以椭圆的标准方程为y
2
36+
x2
32=1.
(3)法一:若焦点在x轴上,设椭圆的标准方程为x
2
a2
+y
2
b2
=1
(a>b>0).
由已知条件得
4
a2 +
2
b2 =1
,
1
a2 +
14
4b2=1
,
ì
î
í
ïï
ï
解得 a
2=8,
b2=4.{
所以所求椭圆的标准方程为x
2
8+
y2
4=1.
若焦点在y轴上,设椭圆的标准方程为y
2
a2
+x
2
b2
=1(a>b>0).
由已知条件得
4
b2 +
2
a2 =1
,
1
b2 +
14
4a2=1
,
ì
î
í
ïï
ï
解得 b
2=8,
a2=4.{
则a2<b2,与a>b>0矛盾,舍去.
综上可知,所求椭圆的标准方程为x
2
8+
y2
4=1.
法二:设椭圆的一般方程为Ax2+By2=1(A>0,B>0,A≠
B).分别将两点的坐标(2,- 2), -1, 142
æ
è
ç
ö
ø
÷ 代入椭圆的
一般方程,
得
4A+2B=1,
A+144B=1
,{ 解得
A=18
,
B=14
,{
所以所求椭圆的标准方程为x
2
8+
y2
4=1.
[例2] [解] (1)原方程可化为x
2
2 +
y2
2
k
=1.因为方程表示
焦点在y轴上的椭圆,所以
k>0
2
k>2{ ,
解得0<k<1.故k的取值范围是(0,1).
(2)依题意,得
k-3>0
5-k>0
k-3≠5-k{ ,解得3<k<5,且k≠4.
故k的取值范围是(3,4)∪(4,5).
[例3] [解析] (1)由x
2
9+
y2
2=1
,知a=3,b= 2,∴c= 7.
∴|PF2|=2a-|PF1|=2,
∴cos∠F1PF2=
|PF1|2+|PF2|2-|F1F2|2
2|PF1||PF2|
=-12
,
∴∠F1PF2=120°.
(2)由x
2
4+
y2
3=1
,可知a=2,b= 3,所以c= a2-b2=1,
从而|F1F2|=2c=2.在△PF1F2 中,由余弦定理得|PF2|2
=|PF1|2+|F1F2|2-2|PF1||F1F2|cos∠PF1F2,即|PF2|2=
|PF1|2+4+2|PF1|. ①
由椭圆定义得|PF1|+|PF2|=2a=4. ②
由①②联立可得|PF1|=
6
5.
所以S△PF1F2=
1
2|PF1||F1F2|sin∠PF1F2=
1
2×
6
5×2×
3
2=
3 3
5 .
[答案] (1)120° (2)3 35
[例4] [解] 设|MA|=r.圆B 方程化为(x+2)2+y2=36,
则B(-2,0).
∵圆 M 与圆B 内切,
∴|MB|=6-r,即|MB|+|MA|=6(大于|AB|=4).
∴点 M 轨迹是以A,B 为焦点的椭圆.
∴2a=6,2c=4.∴b2=a2-c2=9-4=5.
∴圆心 M 的轨迹方程是x
2
9+
y2
5=1.
变式训练
1.解:(1)∵椭圆的焦点在y轴上,∴设它的标准方程为y
2
a2
+
x2
b2
=1(a>b>0).
∵2a=26,∴a=13.又c=5,∴b2=a2-c2=144.
∴所求椭圆方程为y
2
169+
x2
144=1.
(2)方法一 设椭圆的标准方程为x
2
a2
+y
2
b2
=1(a>b>0).
∵焦点在x轴上,2c=2,∴a2=b2+1.
又椭圆经过点P 1,32( ) ,∴
1
b2+1
+
9
4
b2
=1,解得b2=3.
∴a2=4.∴椭圆的标准方程为x
2
4+
y2
3=1.
方法二 ∵焦距为2,焦点在x轴上,
∴焦点坐标为(-1,0),(1,0).又点P 1,32( ) 在椭圆上,
∴2a= (1+1)2+ 32( )
2
+ (1-1)2+ 32( )
2
=4,
∴a=2,b2=a2-c2=3,∴椭圆的标准方程为x
2
4+
y2
3=1.
2.C [依题意可得
16-m>0,
m+9>0,
m+9>16-m,{ 解得
7
2 <m<16
,即实数
m 的取值范围为 72
,16( ).]
3.(1)B [设∠F1PF2=2θ,0<θ<
π
2
,所以S△PF2F1
=b2tan∠F1PF22 =b
2tanθ,
由cos∠F1PF2=cos2θ=
cos2θ-sin2θ
cos2θ+sin2θ
=1-tan
2θ
1+tan2θ
=35
,解得:tanθ=12
,
由椭圆方程可知,a2=9,b2=6,c2=a2-b2=3,
所以,S△PF1F2=
1
2×|F1F2|×|yP|=
1
2×2 3×
|yP|=6×
1
2
,解得:y2P=3,即x2P=9× 1-
3
6( ) =
9
2
,因此
|OP|= x2P+y2P= 3+
9
2=
30
2 .
]
(2)解析:由椭圆的标准方程,知a= 5,b=2,
∴c= a2-b2 =1,∴|F1F2|=2.又 由 椭 圆 的 定 义,知
|PF1|+|PF2|=2a=2 5.
在△F1PF2 中,由余弦定理得|F1F2|2=|PF1|2+|PF2|2
-2|PF1||PF2|cos∠F1PF2,即4=(|PF1|+|PF2|)2
-2|PF1||PF2|-2|PF1||PF2|cos30°,
即4=20-(2+ 3)|PF1||PF2|,∴|PF1||PF2|=16
822
数学(BS)选择性必修第一册
(2- 3).∴S△F1PF2=
1
2|PF1|
|PF2|sin∠F1PF2=
1
2×
16(2- 3)×12=8-4 3.
答案:8-4 3
4.解:由题意,知点 M 在线段CQ 上,所以
|CQ|=|MQ|+|MC|.
因为点 M 在AQ 的垂直平分线上,
所以|MA|=|MQ|.所以|MA|+|MC|
=|CQ|=5.
因为A(1,0),C(-1,0)
所以点 M 的轨迹是以(1,0),(-1,0)
为焦点的椭圆,且2a=5.
所以a=52
,c=1,b2=a2-c2=254-1=
21
4.
故点 M 的轨迹方程为x
2
25
4
+y
2
21
4
=1.
当堂达标
1.BC [当焦点在x轴上时,a2=m,b2=4,c2=m-4.又2c=
2,所以c=1,所以m-4=1,所以m=5.当焦点在y轴上时,
a2=4,b2=m,所以c2=4-m=1,所以m=3.]
2.A [由题意知c2=5,可设椭圆方程为 x
2
λ+5+
y2
λ=1
(λ>0),
则 9
λ+5+
4
λ=1
,解得λ=10或λ=-2(舍去),
∴所求椭圆的标准方程为x
2
15+
y2
10=1.
]
3.解析:由方程x
2
m+
y2
2m-1=1
表示椭圆,得
m>0,
2m-1>0,
m≠2m-1,{ 解得
m>12
且m≠1.
答案:m m>12
且m≠1}{
4.解:由椭圆方程,得a=3,b=2,c= 5.∵|PF1|+|PF2|=
2a=6且|PF1|∶|PF2|=2∶1,
∴|PF1|=4,|PF2|=2,∴|PF1|2+|PF2|2=|F1F2|2,
∴△PF1F2 是直角三角形,且∠F1PF2=90°,故△F1PF2 的面
积为1
2|PF1|
|PF2|=
1
2×2×4=4
1.2 椭圆的简单几何性质
课前预习学案
知识梳理
知识点一 -a≤x≤a且-b≤y≤b -b≤x≤b且-a≤y≤a
坐标轴 原点 2b 2a F1(-c,0),F2(c,0) F1(0,-c),F2(0,c)
[思考]
1.[提示] 能.e2=c
2
a2
=a
2-b2
a2
=1- ba( )
2
,
所以e= 1- ba( )
2
.
2.[提示] 不是.离心率相同的椭圆焦距与长轴长的比值相同.
预习自测
1.(1)× (2)√ (3)√ (4)× (5)√
2.B [椭圆方程可化为x
2
9+
y2
25=1
,则a=5,b=3,c= 25-9
=4,e=ca =
4
5.
]
3.A [由题意得 m-2>10-m 且10-m>0,于是6<m<
10,再由(m-2)-(10-m)=22,得m=8.]
4.解析:∵2a=18,2c=13×2a=6
,
∴a=9,c=3,b2=81-9=72.∴椭圆的方程为x
2
81+
y2
72=1.
答案:x
2
81 +
y2
72 =1
课堂互动学案
[例1] [解] 把已知方程化成标准方程为x
2
16+
y2
9=1
,所以
a=4,b=3,c= 16-9= 7,所以椭圆的长轴长和短轴长分
别是2a=8和2b=6;离心率e=ca =
7
4
;两个焦点坐标分别是
(- 7,0),(7,0);四个顶点坐标分别是(-4,0),(4,0),(0,
-3),(0,3).
[例2] [解析] 不妨设椭圆的焦点在x
轴上,因 为 AB⊥F1F2,且 △ABF2 为
正 三 角 形,所 以 在 Rt△AF1F2 中,
∠AF2F1=30°,令|AF1|=x,则|AF2|
= 2x, 所 以 | F1F2 |
= |AF2|2-|AF1|2
= 3x=2c,再由椭圆的定义,
可知|AF1|+|AF2|=2a=3x,
所以e=2c2a=
3x
3x=
3
3.
[答案] 33
[例3] [解] (1)若焦点在x轴上,则a=3,
∵e=ca =
6
3
,∴c= 6,∴b2=a2-c2=9-6=3.
∴椭圆的方程为x
2
9+
y2
3=1.
若焦点在y轴上,则b=3,
∵e=ca = 1-
b2
a2
= 1-9a2
= 63
,解得a2=27.∴椭圆的
方程为y
2
27+
x2
9=1.
∴所求椭圆的方程为x
2
9+
y2
3=1
或y
2
27+
x2
9=1.
(2)设椭圆方程为x
2
a2
+y
2
b2
=1(a>b>0).
如图所 示,△A1FA2 为 等 腰 直 角 三 角
形,OF 为 斜 边A1A2 的 中 线(高),且|
OF|=c,|A1A2|=2b,
∴c=b=4,∴a2=b2+c2=32,
故所求椭圆的方程为x
2
32+
y2
16=1.
(3)法一:由题意知e2=1-b
2
a2
= 12
,所
以b
2
a2
=12
,即a2=2b2,设所求椭圆的方程为x
2
2b2
+y
2
b2
=1或
y2
2b2
+x
2
b2
=1.将点 M(1,2)代入椭圆方程得 1
2b2
+ 4
b2
=1或
4
2b2
+1
b2
=1,解得b2=92
或b2=3.
故所求椭圆方程为x
2
9+
y2
9
2
=1或y
2
6+
x2
3=1.
法二:设所求椭圆方程为x
2
12+
y2
6=k1
(k1>0)或y
2
12+
x2
6=k2
(k2>0),将点 M 的坐标代入可得
1
12+
4
6=k1
或 4
12+
1
6=
k2,解得k1=
3
4
,k2=
1
2
,故x
2
12+
y2
6=
3
4
或y
2
12+
x2
6=
1
2
,即
所求椭圆的标准方程为x
2
9+
y2
9
2
=1或y
2
6+
x2
3=1.
变式训练
1.解:(1)由椭圆C1:
x2
100+
y2
64=1
,可得其长半轴长为10,短半
轴长为8,焦点坐标为(6,0),(-6,0),离心率e=35.
(2)椭圆C2:y
2
100+
x2
64=1.
性质如下:
①范围:-8≤x≤8,-10≤y≤10;②对称性:关于x 轴、y
轴、原点对称;③顶点:长轴端点(0,10),(0,-10),短轴端点
(-8,0),(8,0);④焦点:(0,6),(0,-6);⑤离心率:e=35.
2.解析:(1)如图,设F(c,0),由于△OAF
是等边三角形,得A c
2
,3c
2
æ
è
ç
ö
ø
÷,因为点
A 在椭圆上,所以有c
2
4a2
+3c
2
4b2
=1①,在
椭圆中有a2=b2+c2 ②,联立①②,得
c2=(4-2 3)a2,即c=(3-1)a,则其离
心率e=ca = 3-1.
922
参考答案