内容正文:
专题3.1 椭圆(期中复习讲义)
【人教A版】高二数学人教A版选择性必修第一册
目录
专题3.1 椭圆(期中复习讲义) 1
知识点1 椭圆的定义(第一定义与第二定义) 1
知识点2 椭圆的标准方程 1
知识点3 椭圆的几何性质 2
知识点4 离心率与准线 2
知识点5 椭圆的焦半径公式 2
【题型1 由椭圆定义求轨迹】 2
【题型2 求椭圆的标准方程】 3
【题型3 求椭圆的离心率】 4
【题型4 椭圆的几何性质应用】 4
【题型5 直线与椭圆相交(弦长与中点)】 5
【综合·培优提升】 6
【重难点】
★重点:
1. 椭圆的两种定义
2. 焦点在 x 轴与 y 轴的标准方程 与 ()及
3. 椭圆的范围、对称性、顶点、焦点、离心率 与准线
4. 焦半径公式与通径.
▲难点:
1. 根据已知条件(焦点位置、顶点、离心率、过定点等)灵活设方程求
2. 椭圆几何性质的综合应用
3. 直线与椭圆联立后的弦长、中点弦(点差法)与最值计算.
知识点1 椭圆的定义(第一定义与第二定义)
【重难点】
★重点:
1. 第一定义的“”条件
2. 第二定义的“到定点与定直线距离之比”.
▲难点:
1. 定义中常数 的取值范围
2. 第二定义与离心率 e 的联系.
(1)第一定义:平面内与两个定点 的距离之和等于常数 ()的点的轨迹叫做椭圆
(1)这两个定点叫焦点,两焦点间的距离 叫焦距.若 轨迹为线段
(2)若 无轨迹.
(2)第二定义:平面内到一个定点 F 的距离和到一条定直线 l()的距离之比为常数 e()的点的轨迹是椭圆
(1)定点 F 为焦点,定直线 l 为准线.
(3)椭圆上任一点 P 满足 ,这是处理椭圆问题的基本等量关系.
知识点2 椭圆的标准方程
【重难点】
★重点:
1. 两种形式及 、.
▲难点:
1. 判断焦点在哪个坐标轴上(比较分母大小,“谁大焦点在谁轴”).
(1)焦点在 x 轴上:(),焦点 ,其中 .
(2)焦点在 y 轴上:(),焦点 .
(3)判定方法:看 、 分母谁大,分母大的对应字母所在轴即为焦点轴.
(4)若中心在原点、焦点在坐标轴但未指明焦点轴,常设 ()或分情况讨论.
知识点3 椭圆的几何性质
【重难点】
★重点:
1. 范围、对称性、顶点、长轴短轴
2. (注意与双曲线 不同).
▲难点:
1. 的几何意义区分(a 最长,c 为半焦距,b 为短半轴).
(1)范围:焦点在 x 轴时 ,
(1)焦点在 y 轴时 ,.
(2)对称性:椭圆关于 x 轴、y 轴、原点都对称
(1)坐标轴是对称轴,原点是对称中心.
(3)顶点:长轴端点 (或 )、短轴端点 (或 )
(1)长轴长 ,短轴长 .
(4)焦距:,满足 .
知识点4 离心率与准线
【重难点】
★重点:
1. 的几何意义(e 越大椭圆越扁)
2. 准线方程.
▲难点:
1. 由 e 求 的比例关系
2. 准线的写法.
(1)离心率 ,因为 ,故
(2)e 越接近 椭圆越扁,越接近 越圆.
(3)由 e 可得 ,,常用 .
(4)准线:焦点在 x 轴时准线方程
(1)焦点在 y 轴时 .
(5)通径:过焦点且垂直于对称轴的弦,长 ,是过焦点的最短弦.
知识点5 椭圆的焦半径公式
【重难点】
★重点:
1. 焦点在 x 轴时 ,(左加右减).
▲难点:
1. 左、右焦半径符号与 的关系
2. 焦点在 y 轴时的形式.
(1)焦点在 x 轴,,设 ,则 ,.
(2)两焦半径之和
(3)积 .
(4)焦点在 y 轴时:上焦点 上,下焦点 下.
(5)用焦半径可快速处理“已知到焦点距离求坐标”等问题.
【题型1 由椭圆定义求轨迹】
【例1】已知 ,动点 P 满足 ,求 P 的轨迹方程.
【答案】见【详解】。
【详解】
由椭圆第一定义,,得 ;焦距 ,得 。
于是 。焦点在 x 轴上,故轨迹方程为 .
答案:.
【变式1-1】已知 ,动点 P 满足 ,则椭圆的标准方程为______.
【答案】见【详解】。
【详解】
得 , 得 ,。
焦点在 x 轴,方程为 .答案:.
【变式1-2】动点 P 到两定点 的距离之和为 ,则 P 的轨迹方程为( )
A.
B.
C.
D.
【答案】B
【分析】判定依据:,,。焦点在 y 轴上(定点在
y 轴),标准方程为 ,即 。
【详解】
A:。由判定依据可知该项与正确结果不符,故错误。
B:。由判定依据计算/推理可知该项正确。
C:。由判定依据可知该项与正确结果不符,故错误。
D:。由判定依据可知该项与正确结果不符,故错误。
故选 B.
【变式1-3】已知 ,且 ,则动点 P 的轨迹( )
A.是椭圆
B.是线段
C.不存在
D.是两条直线
【答案】C
【分析】判定依据:椭圆要求 ,这里 ,不满足定义条件,
无轨迹。
【详解】
A:是椭圆。由判定依据可知该项与正确结果不符,故错误。
B:是线段 。由判定依据可知该项与正确结果不符,故错误。
C:不存在。由判定依据计算/推理可知该项正确。
D:是两条直线。由判定依据可知该项与正确结果不符,故错误。
故选 C.
【题型2 求椭圆的标准方程】
【例2】已知椭圆的中心在原点,焦点在 x 轴上,且过点 和 ,求标准方程.
【答案】见【详解】。
【详解】
过点 说明长轴端点为 ,故 ;
过点 说明短轴端点为 ,故 。
焦点在 x 轴,标准方程为 .答案:.
【变式2-1】已知椭圆焦点在 y 轴上,焦距为 ,长轴长为 ,求标准方程.
【答案】见【详解】。
【详解】
,,。
焦点在 y 轴,方程为 .答案:.
【变式2-2】椭圆 的焦点坐标是( )
A.
B.
C.
D.
【答案】A
【分析】判定依据:化为标准式 ,,,;
焦点在 x 轴。
【详解】
A:。由判定依据计算/推理可知该项正确。
B:。由判定依据可知该项与正确结果不符,故错误。
C:。由判定依据可知该项与正确结果不符,故错误。
D:。由判定依据可知该项与正确结果不符,故错误。
故选 A.
【变式2-3】已知椭圆中心在原点,焦点在 x 轴上,长轴的一个端点为 ,离心率 ,求标准方程.
【答案】见【详解】。
【详解】
长轴端点 得 ;由 得 ,。
方程为 .答案:.
【题型3 求椭圆的离心率】
【例3】已知椭圆 中,焦距 ,短轴长 ,求离心率 e.
【答案】见【详解】。
【详解】
,,,。故 .答案:.
【变式3-1】椭圆 的离心率为( )
A.
B.
C.
D.
【答案】A
【分析】判定依据:,。
【详解】
A:。由判定依据计算/推理可知该项正确。
B:。由判定依据可知该项与正确结果不符,故错误。
C:。由判定依据可知该项与正确结果不符,故错误。
D:。由判定依据可知该项与正确结果不符,故错误。
故选 A.
【变式3-2】已知椭圆的长轴长是短轴长的 倍,求离心率 e.
【答案】见【详解】。
【详解】
,,故 .
答案:.
【变式3-3】椭圆 的离心率为 ,求 m 的值.
【答案】见【详解】。
【详解】
分两种情况:若 (焦点在 x 轴),则 ,
,解得 ;
若 (焦点在 y 轴),则 ,,解得 。
故 或 .答案: 或 .
【题型4 椭圆的几何性质应用】
【例4】求椭圆 的长轴长、短轴长、焦点坐标、顶点坐标、离心率和准线方程.
【答案】见【详解】。
【详解】
。长轴长 ,短轴长 ;
焦点 ;顶点 ;离心率 ;
准线 .答案:见解析.
【变式4-1】椭圆 的准线方程为( )
A.
B.
C.
D.
【答案】A
【分析】判定依据:,焦点在 x 轴,准线
。
【详解】
A:。由判定依据计算/推理可知该项正确。
B:。由判定依据可知该项与正确结果不符,故错误。
C:。由判定依据可知该项与正确结果不符,故错误。
D:。由判定依据可知该项与正确结果不符,故错误。
故选 A.
【变式4-2】椭圆 的焦点为 ,P 为椭圆上一点且 ,求 的面积.
【答案】见【详解】。
【详解】
设 ,则 ,且
。由 得 ,。面积 。
也可直接用公式 .答案:.
【变式4-3】椭圆 的左焦点为 ,若椭圆上一点 P 满足 ,求点 P 的横坐标.
【答案】见【详解】。
【详解】
。
由左焦半径 得 ,解得 .答案:.
【题型5 直线与椭圆相交(弦长与中点)】
【例5】直线 与椭圆 相交于 两点,求弦长 .
【答案】见【详解】。
【详解】
联立:,乘以 得 ,整理
。
设两根 ,则 ,,
。
由弦长公式 .答案:.
【变式5-1】直线 与椭圆 相交于 两点,求弦长 .
【答案】见【详解】。
【详解】
代入 :,。
故 .答案:.
【变式5-2】椭圆 ,弦 的中点为 ,求直线 的斜率.
【答案】见【详解】。
【详解】
设 ,由点差法:,即 (
。
因中点 ,,代入得 ,故斜率
.答案:.
【变式5-3】直线 与椭圆 有两个不同的交点,求 k 的取值范围.
【答案】见【详解】。
【详解】
联立:,整理 。
有两个不同交点需 :,故
,即 .答案:.
【综合·培优提升】
【培优1】已知椭圆 , 为焦点,P 为椭圆上一点且 ,证明:.
【答案】见【详解】。
【详解】
设 ,则 。
在 中由余弦定理:,即 。
又 ,两式相减得 ,故 。
面积 .
【培优2】已知椭圆 ,直线 l 过右焦点 且斜率为 ,与椭圆交于 ,求 及 的面积( 为左焦点).
【答案】见【详解】。
【详解】
直线 l:。
联立 ,乘以 得 ,整理 。
设两根 ,则 ,,
。弦长 。
点 到直线 的距离 ,故
.答案:,面积.
【培优3】已知椭圆 ,点 P 在椭圆上运动,求 的取值范围( 为焦点).
【答案】见【详解】。
【详解】
焦点在 x 轴,。
由焦半径公式,。
因 ,,故当 时取最大值 ,当
时取最小值 。取值范围为 .答案:.
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专题3.1 椭圆(期中复习讲义)
【人教A版】高二数学人教A版选择性必修第一册
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专题3.1 椭圆(期中复习讲义) 1
知识点1 椭圆的定义(第一定义与第二定义) 1
知识点2 椭圆的标准方程 1
知识点3 椭圆的几何性质 2
知识点4 离心率与准线 2
知识点5 椭圆的焦半径公式 2
【题型1 由椭圆定义求轨迹】 2
【题型2 求椭圆的标准方程】 3
【题型3 求椭圆的离心率】 3
【题型4 椭圆的几何性质应用】 3
【题型5 直线与椭圆相交(弦长与中点)】 3
【综合·培优提升】 4
【重难点】
★重点:
1. 椭圆的两种定义
2. 焦点在 x 轴与 y 轴的标准方程 与 ()及
3. 椭圆的范围、对称性、顶点、焦点、离心率 与准线
4. 焦半径公式与通径.
▲难点:
1. 根据已知条件(焦点位置、顶点、离心率、过定点等)灵活设方程求
2. 椭圆几何性质的综合应用
3. 直线与椭圆联立后的弦长、中点弦(点差法)与最值计算.
知识点1 椭圆的定义(第一定义与第二定义)
【重难点】
★重点:
1. 第一定义的“”条件
2. 第二定义的“到定点与定直线距离之比”.
▲难点:
1. 定义中常数 的取值范围
2. 第二定义与离心率 e 的联系.
(1)第一定义:平面内与两个定点 的距离之和等于常数 ()的点的轨迹叫做椭圆
(1)这两个定点叫焦点,两焦点间的距离 叫焦距.若 轨迹为线段
(2)若 无轨迹.
(2)第二定义:平面内到一个定点 F 的距离和到一条定直线 l()的距离之比为常数 e()的点的轨迹是椭圆
(1)定点 F 为焦点,定直线 l 为准线.
(3)椭圆上任一点 P 满足 ,这是处理椭圆问题的基本等量关系.
知识点2 椭圆的标准方程
【重难点】
★重点:
1. 两种形式及 、.
▲难点:
1. 判断焦点在哪个坐标轴上(比较分母大小,“谁大焦点在谁轴”).
(1)焦点在 x 轴上:(),焦点 ,其中 .
(2)焦点在 y 轴上:(),焦点 .
(3)判定方法:看 、 分母谁大,分母大的对应字母所在轴即为焦点轴.
(4)若中心在原点、焦点在坐标轴但未指明焦点轴,常设 ()或分情况讨论.
知识点3 椭圆的几何性质
【重难点】
★重点:
1. 范围、对称性、顶点、长轴短轴
2. (注意与双曲线 不同).
▲难点:
1. 的几何意义区分(a 最长,c 为半焦距,b 为短半轴).
(1)范围:焦点在 x 轴时 ,
(1)焦点在 y 轴时 ,.
(2)对称性:椭圆关于 x 轴、y 轴、原点都对称
(1)坐标轴是对称轴,原点是对称中心.
(3)顶点:长轴端点 (或 )、短轴端点 (或 )
(1)长轴长 ,短轴长 .
(4)焦距:,满足 .
知识点4 离心率与准线
【重难点】
★重点:
1. 的几何意义(e 越大椭圆越扁)
2. 准线方程.
▲难点:
1. 由 e 求 的比例关系
2. 准线的写法.
(1)离心率 ,因为 ,故
(2)e 越接近 椭圆越扁,越接近 越圆.
(3)由 e 可得 ,,常用 .
(4)准线:焦点在 x 轴时准线方程
(1)焦点在 y 轴时 .
(5)通径:过焦点且垂直于对称轴的弦,长 ,是过焦点的最短弦.
知识点5 椭圆的焦半径公式
【重难点】
★重点:
1. 焦点在 x 轴时 ,(左加右减).
▲难点:
1. 左、右焦半径符号与 的关系
2. 焦点在 y 轴时的形式.
(1)焦点在 x 轴,,设 ,则 ,.
(2)两焦半径之和
(3)积 .
(4)焦点在 y 轴时:上焦点 上,下焦点 下.
(5)用焦半径可快速处理“已知到焦点距离求坐标”等问题.
【题型1 由椭圆定义求轨迹】
【例1】已知 ,动点 P 满足 ,求 P 的轨迹方程.
【变式1-1】已知 ,动点 P 满足 ,则椭圆的标准方程为______.
【变式1-2】动点 P 到两定点 的距离之和为 ,则 P 的轨迹方程为( )
A.
B.
C.
D.
【变式1-3】已知 ,且 ,则动点 P 的轨迹( )
A.是椭圆
B.是线段
C.不存在
D.是两条直线
【题型2 求椭圆的标准方程】
【例2】已知椭圆的中心在原点,焦点在 x 轴上,且过点 和 ,求标准方程.
【变式2-1】已知椭圆焦点在 y 轴上,焦距为 ,长轴长为 ,求标准方程.
【变式2-2】椭圆 的焦点坐标是( )
A.
B.
C.
D.
【变式2-3】已知椭圆中心在原点,焦点在 x 轴上,长轴的一个端点为 ,离心率 ,求标准方程.
【题型3 求椭圆的离心率】
【例3】已知椭圆 中,焦距 ,短轴长 ,求离心率 e.
【变式3-1】椭圆 的离心率为( )
A.
B.
C.
D.
【变式3-2】已知椭圆的长轴长是短轴长的 倍,求离心率 e.
【变式3-3】椭圆 的离心率为 ,求 m 的值.
【题型4 椭圆的几何性质应用】
【例4】求椭圆 的长轴长、短轴长、焦点坐标、顶点坐标、离心率和准线方程.
【变式4-1】椭圆 的准线方程为( )
A.
B.
C.
D.
【变式4-2】椭圆 的焦点为 ,P 为椭圆上一点且 ,求 的面积.
【变式4-3】椭圆 的左焦点为 ,若椭圆上一点 P 满足 ,求点 P 的横坐标.
【题型5 直线与椭圆相交(弦长与中点)】
【例5】直线 与椭圆 相交于 两点,求弦长 .
【变式5-1】直线 与椭圆 相交于 两点,求弦长 .
【变式5-2】椭圆 ,弦 的中点为 ,求直线 的斜率.
【变式5-3】直线 与椭圆 有两个不同的交点,求 k 的取值范围.
【综合·培优提升】
【培优1】已知椭圆 , 为焦点,P 为椭圆上一点且 ,证明:.
【培优2】已知椭圆 ,直线 l 过右焦点 且斜率为 ,与椭圆交于 ,求 及 的面积( 为左焦点).
【培优3】已知椭圆 ,点 P 在椭圆上运动,求 的取值范围( 为焦点).
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