第二章 1.1 椭圆及其标准方程-【创新教程】2025-2026学年高中数学选择性必修第一册五维课堂同步复习(北师大版2019)

2025-09-05
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教辅
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资源信息

学段 高中
学科 数学
教材版本 高中数学北师大版选择性必修 第一册
年级 高二
章节 1.1 椭圆及其标准方程
类型 教案-讲义
知识点 -
使用场景 同步教学-新授课
学年 2025-2026
地区(省份) 全国
地区(市) -
地区(区县) -
文件格式 ZIP
文件大小 1.88 MB
发布时间 2025-09-05
更新时间 2025-09-05
作者 山东鼎鑫书业有限公司
品牌系列 创新教程·高中五维课堂同步
审核时间 2025-07-02
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价格 2.00储值(1储值=1元)
来源 学科网

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,x1􀅰x2= 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

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第二章 1.1 椭圆及其标准方程-【创新教程】2025-2026学年高中数学选择性必修第一册五维课堂同步复习(北师大版2019)
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第二章 1.1 椭圆及其标准方程-【创新教程】2025-2026学年高中数学选择性必修第一册五维课堂同步复习(北师大版2019)
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