内容正文:
1 椭圆
1
1.2 椭圆的简单几何性质
第1课时 椭圆的简单几何性质
2
◆ 课前预习
◆ 课中探究
探究点一 椭圆的简单几何性质
探究点二 椭圆的简单几何性质的应用
探究点三 椭圆的离心率
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【学习目标】
1.掌握椭圆的简单几何性质.
2.了解椭圆标准方程中,,, 的几何意义.
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知识点 椭圆的简单几何性质
1.椭圆的几何性质
标准方程
图形 _______________________________________________________ ______________________________________
课 前 预 习
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标准方程
性
质 焦点 ________________ ________________
焦距
范围 ________________________ ________________________
对称性 关于________________对称
长轴 ,其中 为长半轴长
短轴 ,其中 为短半轴长
顶点 ______________ ______________
离心率 ______
,
,
,
,
轴、轴和原点
,
,
续表
课 前 预 习
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2.离心率对椭圆扁圆程度的影响
(1)离心率
椭圆的焦距与长轴长度的比叫作椭圆的离心率,用 表示,即______,显然
.
(2)离心率对椭圆扁圆程度的影响
如图所示,在中,,记 ,则
,易知越大,越小,椭圆越____; 越小,
越大,椭圆越____.
扁
圆
课 前 预 习
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【诊断分析】 判断正误.(请在括号中打“√”或“×”)
(1)椭圆的顶点一定在坐标轴上.( )
×
(2)椭圆的长轴长是 .( )
×
(3)若椭圆的对称轴为坐标轴,长轴长与短轴长分别为10,8,则椭圆的方程
为 .( )
×
(4)椭圆比椭圆 更扁一些.( )
√
课 前 预 习
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探究点一 椭圆的简单几何性质
例1 求下列各椭圆的长轴长、短轴长、焦距、顶点坐标、焦点坐标和离心率:
(1) ;
解:由椭圆方程可知其焦点在轴上,,,则 ,
所以该椭圆的长轴长为6,短轴长为,焦距为 ;
上、下顶点坐标分别为,,左、右顶点坐标分别为, ;
上、下焦点坐标分别为,,离心率 .
课 中 探 究
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(2) ;
解:由椭圆方程可知其焦点在轴上,可得, ,
则,
所以该椭圆的长轴长为26,短轴长为24,焦距为10;
上、下顶点坐标分别为,,左、右顶点坐标分别为, ;
左、右焦点坐标分别为,,离心率 .
课 中 探 究
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(3) .
解:将椭圆方程整理变形成标准方程可得 ,
易知其焦点在轴上,可得,,则,
所以该椭圆的长轴长为1,短轴长为 ,焦距为;
上、下顶点坐标分别为,,,,左、右顶点坐标分别为, ,,;
左、右焦点坐标分别为,,,,离心率 .
课 中 探 究
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变式 [2024·兰州一中高二期中] 已知椭圆 的离心率
,求 的值及椭圆的长轴长、焦距、焦点坐标、顶点坐标.
解:由整理得.因为,
所以该椭圆的焦点在 轴上且, .
又因为,所以,解得 ,
所以椭圆的方程为,可得,,则 .
所以椭圆的长轴长为,焦距为,焦点坐标为 ,
上、下顶点坐标分别为,,
左、右顶点坐标分别为, .
课 中 探 究
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[素养小结]
解决椭圆几何性质问题的方法是先将所给方程化为标准形式,然后根据方程判
断出椭圆的焦点在哪个坐标轴上,再利用,, 之间的关系和定义,求椭圆的
基本量.
课 中 探 究
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探究点二 椭圆的简单几何性质的应用
例2 求满足下列条件的椭圆的标准方程.
(1)椭圆过点,离心率 ;
解:若椭圆的焦点在轴上,则,, ,
, 椭圆的标准方程为.
若椭圆的焦点在 轴上,则,由,
解得, 椭圆的标准方程为.
综上,所求椭圆的标准方程为 或 .
课 中 探 究
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(2)椭圆在 轴上的一个焦点与短轴两个端点的连线互相垂直,且其焦距为8;
解:由题意知椭圆的焦点在轴上,可设椭圆的方程为 .
设该椭圆的一个焦点为,为坐标原点,短轴的两个端点分别为, ,
则为等腰直角三角形,易知为斜边的中线(高),
则在 中, ,
, ,且椭圆的焦距为8,, ,
故所求椭圆的标准方程为 .
课 中 探 究
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(3)椭圆经过点,且与椭圆 有相同的离心率.
解:方法一:设的离心率为,所求椭圆的长半轴长为 ,短半轴长为,
由题意知 .
所求椭圆与椭圆 的离心率相同,,即,
可设所求椭圆的标准方程为或 ,
将点的坐标代入椭圆的标准方程中,得或 ,
解得或 . 故所求椭圆的标准方程为或 .
课 中 探 究
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方法二:由题意设所求椭圆的方程为 或,
将点的坐标代入可得, ,解得,,
故或 ,即所求椭圆的标准方程为或 .
课 中 探 究
变式 已知椭圆的对称轴是坐标轴,为坐标原点,是一个焦点, 是一个
顶点,若椭圆的长轴长是26, ,则椭圆的方程是( )
D
A. B.
C.或 D.或
[解析] 由知A是短轴的端点, 长轴长是26, ,即,
由,得,,
椭圆的方程为或 .
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[素养小结]
利用椭圆的几何性质求其标准方程的思路
(1)当利用椭圆的几何性质求椭圆的标准方程时,通常采用待定系数法,其步骤是:
①确定焦点的位置;
②设出相应椭圆的标准方程;
③根据已知条件列方程(组),常用的关系式有, 等.
(2)不能确定椭圆的焦点位置时,满足题意的椭圆的标准方程可能有两个.
提醒:与椭圆有相同离心率的椭圆的方程为
(,焦点在轴上)或(,焦点在 轴上).
课 中 探 究
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探究点三 椭圆的离心率
例3(1) 若一个椭圆的长轴长、短轴长和焦距满足 ,
则该椭圆的离心率是( )
C
A. B. C. D.
[解析] 由,得,则 ,
所以,等号两边同时除以,
整理得,解得 或 (舍去),故选C.
课 中 探 究
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(2)如图,,,分别为椭圆
的左顶点、上顶点与右焦点,若 ,求该椭
圆的离心率.
解:设该椭圆的焦距为,由题意可得 ,
, ,
则, ,
因为 ,所以 ,
则,整理可得 ,
解得 ,
又,所以 .
课 中 探 究
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变式(1) [2024·黄山高二期中]已知矩形 的四个顶点都在椭圆
上,边和 分别经过椭圆的左、右焦点,且
,则该椭圆的离心率为( )
A
A. B. C. D.
[解析] 由椭圆方程知,当时,,所以, .
因为,所以,即,所以 ,
可得 ,故选A.
课 中 探 究
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(2)已知椭圆,其上顶点为,左、右焦点分别为 ,
,且为等边三角形,则椭圆 的离心率为( )
A
A. B. C. D.
[解析] 由题可知,椭圆C的离心率 .故选A.
课 中 探 究
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[素养小结]
求椭圆离心率的值或范围的两种方法
(1)直接法:若已知,,可直接利用求解.若已知,或, ,可借助
求出或,再代入公式 求解.
(2)方程法:若,的值不可求,则可根据条件建立,, 的齐次关系式,
借助,转化为关于, 的齐次方程或不等式,再将方程或不等式两
边同时除以的最高次幂,得到关于的方程或不等式,即可求得 的值或范围.
课 中 探 究
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拓展 已知椭圆的左、右顶点分别为, ,若椭圆上
存在点,使得 ,则椭圆 的离心率的取值范围为_ ______.
[解析] 易知当点为椭圆与轴的交点时, 最大,
由题可知此时 ,即( 为坐标原点),
则,即,即,即 ,
得,不等号两边同时除以得,
又,所以 .
课 中 探 究
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