内容正文:
第二章
圆锥曲线
第1讲 描述运动的基本概念
01 椭圆标准方程的求解
重难点
第1讲 描述运动的基本概念
1.椭圆的定义
平面内到两个定点F1,F2的距离的和等于常数(大于|F1F2|)的点的集合(或轨迹)叫作椭圆.这两个定点叫
作椭圆的焦点,两焦点间的距离|F1F2|叫作椭圆的焦距,焦距的一半称为半焦距.
椭圆定义的三个要点:
(1)F1,F2是平面内的两个定点.
(2)设动点为M,则|MF1|+|MF2|=2a为定值.
(3)定值2a>|F1F2|.
第1讲 描述运动的基本概念
2.椭圆的标准方程与简单几何性质
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 F1(-c,0),F2(c,0) F1(0,-c),F2(0,c)
顶点 (±a,0),(0,±b) (0,±a),(±b,0)
范围 |x|≤a,|y|≤b |x|≤b,|y|≤a
第1讲 描述运动的基本概念
对称性 关于x轴、y轴对称,关于原点中心对称
焦距 |F1F2|=2c
长轴 长轴为线段A1A2,且|A1A2|=2a,其中a为长半轴长
短轴 短轴为线段B1B2,且|B1B2|=2b,其中b为短半轴长
a,b,c的关系 a2=b2+c2
离心率 e= (0<e<1)
特别提醒 当2a=|F1F2|时,点M的轨迹是线段F1F2;当2a<|F1F2|时,点M的轨迹不存在.
第1讲 描述运动的基本概念
知识拓展
1.椭圆的第二定义:平面内到定点F的距离与到定直线l(定点F不在定直线l上)的距离的比值为常数e(0<
e<1)的点的轨迹叫作椭圆,其中定点F叫作椭圆的焦点,定直线l叫作椭圆的准线,常数e叫作椭圆的离心
率.其中焦点F与准线l的对应关系如表所示:
焦点F 准线l
(c,0) x=
(-c,0) x=-
(0,c) y=
(0,-c) y=-
2.与两定点A1(-a,0),A2(a,0)连线的斜率之积为- (a>b>0)或e2-1(0<e<1)的点的轨迹为椭圆(不含A1,A2两点).
第1讲 描述运动的基本概念
1.求椭圆的标准方程
(1)定义法.根据椭圆的定义确定长半轴长a、短半轴长b的值,结合焦点位置写出椭圆的标准方程.
(2)待定系数法.一般步骤如下:
①定位置:根据条件判断椭圆的焦点在x轴上,还是在y轴上,还是都有可能.
②设方程:根据焦点的位置,设椭圆的标准方程为 + =1(a>b>0)或 + =1(a>b>0),当焦点的位置不
确定时,可设为mx2+ny2=1(m>0,n>0,m≠n).
③找关系:根据已知条件建立关于a,b或m,n的方程组.
④得方程:解方程组,将解代入所设方程,从而得出标准方程.
第1讲 描述运动的基本概念
2.利用椭圆的性质求标准方程
(1)与椭圆 + =1(a>b>0)有相同离心率的椭圆的方程可设为 + =k1(k1>0,a>b>0)或 + =k2(k2>0,
a>b>0).
(2)与椭圆 + =1(a>b>0)有相同焦点的椭圆的方程可设为 + =1(k<b2<a2).
第1讲 描述运动的基本概念
3.求与椭圆有关的动点的轨迹方程
(1)定义法:如果能够确定动点的轨迹满足椭圆的定义,那么可根据题目中的条件确定a,b的值,结合焦点
位置写出椭圆的标准方程.
(2)直接法:当已知的几何条件不符合特殊曲线的定义时,可直接根据题目所给条件进行列式、化简、
整理,得到方程.
(3)相关点法(代入法):若所求动点M的轨迹是由已知曲线上的动点P按照某种规律运动形成的,则可按
以下步骤解题:
①建立动点M的坐标与动点P的坐标满足的关系式,通常用M的坐标表示P的坐标;
②因为动点P的坐标适合已知曲线的方程,所以可将①中关系式代入已知曲线的方程,化简可得所求的
轨迹方程.
(4)参数法:若所求动点M的轨迹是由某个变量t所确定的,则可按以下步骤解题:
第1讲 描述运动的基本概念
①建立动点M的坐标(x,y)与参数t的函数关系式
②消去参数可得所求的轨迹方程.
深度剖析
椭圆标准方程的特征:
1.椭圆标准方程的形式:等号的左边是“平方”+“平方”,右边是1.
2.椭圆的标准方程中,若x2项的分母比y2项的分母大,则焦点在x轴上;若y2项的分母比x2项的分母大,则焦
点在y轴上,可巧记为“焦点位置看分母大小,焦点跟着大的跑”.
3.方程 + =1(a>b>0)与 + =1(a>b>0)所表示的椭圆的大小、形状都相同,只是焦点的位置不同
(即图形的位置不同).
第1讲 描述运动的基本概念
特别提醒
只有以椭圆的中心为原点,两焦点所连直线为x或y轴建立平面直角坐标系时,得到的椭圆方程才是标准
方程.
勘破疑难
1.求椭圆方程时,优先用定义法,确定“与两定点间的距离之和为大于两定点间距离的常数”“到定点
与到定直线的距离的比值为大于0且小于1的常数”,则直接联想到椭圆,避免复杂的计算.
2.化简方程时,要避免产生增根,等价变形.
3.注意去掉不符合题意的点.
4.相关点法的“范围传递”:相关点在已知曲线上,其范围必须传递给要求的动点.
第1讲 描述运动的基本概念
典例 (1)求过点A(2,0)且与圆B:x2+4x+y2-32=0内切的圆M的圆心的轨迹方程;
(2)已知P为椭圆 + =1上一动点,记原点为O,若 =2 ,求点Q的轨迹方程;
(3)已知△ABC的两个顶点分别是B(0,6)和C(0,-6),边AB,AC所在直线的斜率的乘积是- ,求顶点A的轨迹
方程.
思路点拨 (1)画出图形,得到线段间的数量关系,然后结合椭圆的定义求解.(2)与动点Q相关的点P所在
的曲线方程已知,利用相关点法求轨迹方程.(3)将已知条件转化为代数运算,直接列式求解.
第1讲 描述运动的基本概念
解析 (1)将圆B的方程化成标准形式,为(x+2)2+y2=36,则圆心B的坐标为(-2,0),圆B的半径为6.
易知点A(2,0)在圆B:x2+4x+y2-32=0的内部.
设M(x,y),圆M与圆B相切于点C.
因为圆M与圆B内切,
所以|BC|-|CM|=|BM|.
因为|BC|=6,
所以|BM|+|CM|=6.
又|CM|=|AM|,
第1讲 描述运动的基本概念
所以|BM|+|AM|=6>|AB|=4.
所以根据椭圆的定义知点M的轨迹是以B(-2,0)和A(2,0)为焦点,线段AB的中点(原点O)为中心的椭圆,且
2a=6,则c=2,a2=9,b2=a2-c2=5,
所以圆心M的轨迹方程为 + =1.
(2)设点Q(x,y),P(x1,y1),由 =2 得
又点P(x1,y1)为椭圆 + =1上的动点,
所以 + =1,整理得 + =1,
所以点Q的轨迹方程是 + =1.
(3)设顶点A的坐标为(x,y)(x≠0),
第1讲 描述运动的基本概念
依题意得kAB·kAC=- ,
又kAB= ,kAC= ,所以 · =- ,化简可得顶点A的轨迹方程为 + =1(x≠0).
技巧点拨 根据题意分析动点变化遵循的条件,先根据条件的特点选择求轨迹方程的方法,然后按对应
步骤求轨迹方程.解题时注意检验是否有要剔除的点.
第1讲 描述运动的基本概念
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