内容正文:
§2.1 椭 圆
2.1.1 椭圆及其标准方程
学习目标 1.了解椭圆的实际背景,经历从具体情境中抽象出椭圆的过程、椭圆标准方程的推导与化简过程.2.掌握椭圆的定义、标准方程及几何图形.
知识点一 椭圆的定义
观察图形,回答下列问题:
思考1 如图,把细绳两端拉开一段距离,分别固定在图板上的两点F1,F2处,套上铅笔,拉紧绳子,移动笔尖,画出的轨迹是什么图形?
答案 椭圆.
思考2 图中移动的笔尖始终满足怎样的几何条件?
答案 笔尖(动点)到两定点(绳端点的固定点)的距离之和始终等于绳长.
梳理 平面内与两个定点F1,F2的距离之和等于定长(大于|F1F2|)的点的轨迹叫做椭圆,这两个定点F1,F2叫做椭圆的焦点,两焦点的距离|F1F2|叫做椭圆的焦距.
知识点二 椭圆的标准方程
思考 椭圆方程中,a,b以及参数c有什么几何意义,它们满足什么关系?
答案 椭圆方程中,a表示椭圆上的点M到两焦点间距离之和的一半,可借助图形帮助记忆,a,b,c(都是正数)恰构成一个直角三角形的三条边,a是斜边,c是焦距的一半.a,b,c始终满足关系式a2=b2+c2.
梳理
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
焦点坐标
F1(-c,0),F2(c,0)
F1(0,-c),F2(0,c)
a,b,c的关系
c2=a2-b2
(1)平面内与两定点F1,F2的距离之和等于常数的点的轨迹是椭圆.( × )
(2)椭圆上一点P与两焦点F1,F2构成△PF1F2的周长为定值.( √ )
(3)已知长、短轴长,椭圆的标准方程有两个,因为焦点在不同的坐标轴上,其标准方程不同.( √ )
类型一 椭圆的标准方程
命题角度1 求椭圆的标准方程
例1 求适合下列条件的椭圆的标准方程:
(1)以坐标轴为对称轴,并且经过两点A(0,2),B;
(2)经过点(3,),且与椭圆+=1有共同的焦点.
考点 椭圆的标准方程
题点 定义法求椭圆的标准方程
解 (1)方法一 当焦点在x轴上时,可设椭圆的标准方程为+=1(a>b>0),
∵A(0,2),B在椭圆上,
∴
解得
这与a>b相矛盾,故舍去.
当焦点在y轴上时,可设椭圆的标准方程为
+=1(a>b>0),
∵A(0,2),B在椭圆上,
∴
解得
∴椭圆的标准方程为+x2=1,
综上可知,椭圆的标准方程为+x2=1.
方法二 设椭圆的标准方程为mx2+ny2=1(m>0,n>0,m≠n).
∵A(0,2),B在椭圆上,
∴∴
故椭圆的标准方程为x2+=1.
(2)方法一 椭圆+=1的焦点为(-4,0)和(4,0),
由椭圆的定义可得
2a=+,
∴2a=12,即a=6.
∵c=4,∴b2=a2-c2=62-42=20,
∴椭圆的标准方程为+=1.
方法二 由题意可设椭圆的标准方程为
+=1,
将x=3,y=代入上面的椭圆方程,得
+=1,
解得λ=11或λ=-21(舍去),
∴椭圆的标准方程为+=1.
反思与感悟 求椭圆标准方程的方法
(1)定义法,即根据椭圆的定义,判断出轨迹是椭圆,然后写出其方程.
(2)待定系数法
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.
特别提醒:当椭圆的焦点位置不确定时,需要分焦点在x轴上和在y轴上两种情况讨论,也可设椭圆方程为mx2+ny2=1(m≠n,m>0,n>0).
跟踪训练1 求适合下列条件的椭圆的标准方程:
(1)两个焦点的坐标分别是(0,-2),(0,2),并且椭圆经过点;
(2)焦点在y轴上,且经过两个点(0,2)和(1,0);
(3)经过点P(-2,1),Q(,-2).
考点 椭圆的标准方程
题点 待定系数法求椭圆的标准方程
解 (1)∵椭圆的焦点在y轴上,
∴设椭圆的标准方程为+=1(a>b>0).
由椭圆的定义知,
2a= +
=2,
即a=.又c=2,
∴b2=a2-c2=6.
∴所求椭圆的标准方程为+=1.
(2)∵椭圆的焦点在y轴上,
∴设它的标准方程为+=1(a>b>0).
又椭圆经过点(0,2)和(1,0),
∴∴
∴所求椭圆的标准方程为+x2=1.
(3)设椭圆的方程为mx2+ny2=1(m>0,n>0,且m≠n),
∵点P(-2,1),Q(,-2)在椭圆上,
∴代入得∴
∴所求椭圆的标准方程为+=1.
命题角度2 由标准方程求参数或其取值范围
例2 若方程-=1表示焦点在y轴上的椭圆,那么实数m的取值范围是________.
考点 椭圆的标准方程
题点 求椭圆方程中的参数(或其取值范围)
答案 (0,1)
解析 ∵方程-=1表示焦点在y轴上的椭圆,
将方程改写为+=1,
∴有解得0<m<1.
反思与感悟 (1)利用椭圆方程解题