2.2.1 椭圆及其标准方程
2.2.1椭圆及其标准方程

③定长大于|F1F2|
转变观念 改革课堂 服务学生 成就辉煌
小结(2) 若|MF1|+ |MF2|=2a(2a是常数) 椭圆 ; 当2a>|F F |时,点M的轨迹是________
1 2
线段F1F 2 当2a=|F1F2|时,点M的轨迹是________ ; 不存在 当2a<|F F |时,点M的轨迹是________.
尝试探究、形成概念
动手实验(亲身体验)
椭圆画法演示
改变两个定点的距离,再作图,多画几个
转变观念
改革课堂
服务学生
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尝试探究、形成概念
圆的定义
圆
O
类比 P 椭圆
椭圆的定义
M F1 F2
圆的定义: 平面内与一个定点 的距离等于常数(大于0) 的点的轨迹叫作圆. 这个定点叫做圆的圆心, 定长叫做圆的半径.
P
y
M (x,y)
b
O
a c
F2 (c,0)
x
那么①式就是
(a>b>0)
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总体印象: 对称、简洁,“像”直线方程的截距式
转变观念
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2、椭圆的标准方程
(1)焦 点在x 轴上
这里的“标准”指的是中心在原点,对称轴是坐标轴
焦点坐标
y
M
a b c
椭圆的定义: 平面内与两个定点 F , F 的 距离和等于常数( 大于 F F )的 点的轨迹叫作椭圆。
1 2
1
2
两个问题: ①为什么要强调在平面内? ②为什么要强调绳长大于两焦点的距离?
课件9:2.2.1 椭圆及其标准方程

P 是椭圆1x22 +y32=1 上的一点,F1,F2为两个焦点,若∠F1PF2
=60°,则△F1PF2 的面积为( )
A.2 3
B. 3
C.4
D.2
[答案] B
[解析] 根据椭圆的定义得|PF1|+|PF2|=4 3,
平方得|PF1|2+|PF2|2+2|PF1||PF2设|F1F2|=2c,常数 为2a?为何令a2-c2=b2,
❖ 在求方程时,设椭圆的焦距为2c(c>0),椭圆上任意 一点到两个焦点的距离的和为2a(a>0),这是为了使 推导出的椭圆的方程形式简单.令a2-c2=b2是为 了使方程的形式整齐而便于记忆.
❖ 3.推导椭圆方程时,需化简无理式,应注意什 么?
P 到右焦点的距离是( )
A.3
B.4
C.5
D.6
[答案] D
[解析] 设椭圆的左、右焦点分别为 F1、F2,由椭圆的定
义得|PF1|+|PF2|=2a=10,∴|PF2|=10-|PF1|=10-4=6.
5.椭圆xm2+y42=1 的焦距为 2,则 m 的值为________. [答案] 5 或 3 [解析] 若焦点在 x 轴上,则 m-4=1,∴m=5; 若焦点在 y 轴上,则 4-m=1,∴m=3.
由椭圆定义知,动点 M 的轨迹是以 F1、F2 为焦点,焦距 为 8 的椭圆.
(2)因为|MF1|+|MF2|=8=|F1F2|,所以动点 M 的轨迹是线 段 F1F2.
2.椭圆1x424+1y629=1 的焦点坐标是(
)
A.(±5,0)
B.(0,±5)
C.(0,±12)
D.(±12,0)
❖ [答案] B
2.2.1 椭圆及其标准方程

椭圆2.2.1椭圆及其标准方程预习课本P38~42,思考并完成以下问题1.平面内满足什么条件的点的轨迹为椭圆?椭圆的焦点、焦距分别是什么?2.椭圆的标准方程是什么?[新知初探]1.椭圆的定义平面内与两个定点F1,F2的距离的和等于常数(大于|F1F2|)的点的轨迹叫做椭圆.这两个定点叫做椭圆的焦点,两焦点间的距离叫做椭圆的焦距.[点睛]定义中的条件2a>|FF2|>0不能少,这是根据三角形中的两边之和大于第三边1得出来的.否则:①当2a=|F1F2|时,其轨迹为线段F1F2;②当2a<|F1F2|时,其轨迹不存在.2.椭圆的标准方程[小试身手]1.判断下列命题是否正确.(正确的打“√”,错误的打“×”) (1)平面内到两定点距离之和等于定长的点的轨迹为椭圆( )(2)已知椭圆的焦点是F 1,F 2,P 是椭圆上的一动点,如果延长F 1P 到Q ,使得|PQ |=|PF 2|,则动点Q 的轨迹为圆( )(3)方程x 2a 2+y 2b 2=1(a >0,b >0)表示的曲线是椭圆( )答案:(1)× (2)√ (3)×2.若椭圆x 25+y 2m =1的一个焦点坐标为(1,0),则实数m 的值为( )A .1B .2C .4D .6答案:C3.椭圆x 225+y 2169=1的焦点坐标是________.答案:(0,±12)[典例] 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是(-4,0)和(4,0),且椭圆经过点(5,0); (2)焦点在y 轴上,且经过两个点(0,2)和(1,0).[解] (1)因为椭圆的焦点在x 轴上,所以设它的标准方程为x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0).将点(5,0)代入上式解得a =5,又c =4, 所以b 2=a 2-c 2=25-16=9. 故所求椭圆的标准方程为x 225+y 29=1.(2)因为椭圆的焦点在y 轴上,所以设它的标准方程为y 2a 2+x 2b 2=1(a >b >0).因为椭圆经过点(0,2)和(1,0),所以⎩⎨⎧4a 2+0b 2=1,0a 2+1b 2=1⇒⎩⎪⎨⎪⎧a 2=4,b 2=1. 故所求椭圆的标准方程为y 24+x 2=1.确定椭圆的方程包括“定位”和“定量”两个方面(1)“定位”是指确定与坐标系的相对位置,在中心为原点的前提下,确定焦点位于哪条坐标轴上,以判断方程的形式;(2)“定量”是指确定a 2,b 2的具体数值,常根据条件列方程求解. [活学活用]求适合下列条件的椭圆的标准方程: (1)经过两点(2,-2),⎝⎛⎭⎫-1,142; (2)过点(3,-5),且与椭圆y 225+x 29=1有相同的焦点.解:法一:(分类讨论法)若焦点在x 轴上,设椭圆的标准方程为x 2a 2+y 2b2=1(a >b >0).由已知条件得⎩⎨⎧4a 2+2b 2=1,1a 2+144b 2=1,解得⎩⎪⎨⎪⎧a 2=8,b 2=4.所以所求椭圆的标准方程为x 28+y 24=1.若焦点在y 轴上,设椭圆的标准方程为y 2a 2+x 2b2=1(a >b >0).由已知条件得⎩⎨⎧4b 2+2a 2=1,1b 2+144a 2=1,解得⎩⎪⎨⎪⎧b 2=8,a 2=4.则a 2<b 2,与题设中a >b >0矛盾,舍去. 综上,所求椭圆的标准方程为x 28+y 24=1.法二:(待定系数法)设椭圆的一般方程为Ax 2+By 2=1(A >0,B >0,A ≠B ).将两点(2,-2),⎝⎛⎭⎫-1,142代入,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 28+y 24=1.(2)因为所求椭圆与椭圆y 225+x 29=1的焦点相同,所以其焦点在y 轴上,且c 2=25-9=16.设它的标准方程为y 2a 2+x 2b 2=1(a >b >0). 因为c 2=16,且c 2=a 2-b 2,故a 2-b 2=16.①又点(3,-5)在椭圆上,所以(-5)2a 2+(3)2b 2=1,即5a 2+3b2=1.② 由①②得b 2=4,a 2=20,所以所求椭圆的标准方程为 y 220+x 24=1.椭圆的定义及其应用[典例] 如图所示,已知椭圆的方程为x 24+y 23=1,若点P 在第二象限,且∠PF 1F 2=120°,求△PF 1F 2的面积.[解] 由已知得a =2,b =3,所以c =a 2-b 2=4-3=1,|F 1F 2|=2c =2. 在△PF 1F 2中,由余弦定理,得|PF 2|2=|PF 1|2+|F 1F 2|2-2|PF 1|·|F 1F 2|·cos 120°, 即|PF 2|2=|PF 1|2+4+2|PF 1|.① 由椭圆定义,得|PF 1|+|PF 2|=4, 即|PF 2|=4-|PF 1|.② 将②代入①解得|PF 1|=65.所以S △PF 1F 2=12|PF 1|·|F 1F 2|·sin 120°=12×65×2×32=335, 即△PF 1F 2的面积是335.(1)椭圆定义的应用中,要实现两个焦点半径之间的相互转化,将两个焦半径之和看作个整体.(2)涉及焦点三角形面积时,可把|PF 1|,|PF 2|看作一个整体,运用|PF 1|2+|PF 2|2=(|PF 1|+|PF 2|)2-2|PF 1|·|PF 2|及余弦定理求出|PF 1|·|PF 2|,而无需单独求解.[活学活用]设F 1,F 2是椭圆x 216+y 212=1的两个焦点,P 是椭圆上一点,且|PF 1|-|PF 2|=2.则△PF 1F 2是( )A .钝角三角形B .直角三角形C .锐角三角形D .等腰直角三角形解析:选B 由椭圆的定义得|PF 1|+|PF 2|=8. 又|PF 1|-|PF 2|=2,∴|PF 1|=5,|PF 2|=3, 又|F 1F 2|=2c =4,故△PF 1F 2为直角三角形.与椭圆有关的轨迹问题[典例] (1)已知P 是椭圆x 24+y 28=1上一动点,O 为坐标原点,则线段OP 中点Q 的轨迹方程为________.(2)已知圆M :(x +1)2+y 2=1,圆N :(x -1)2+y 2=9,动圆P 与圆M 外切并且与圆N 内切,圆心P 的轨迹为曲线C .求C 的方程.[解析](1)设P (x P ,y P ),Q (x ,y ),由中点坐标公式得⎩⎨⎧x =x P 2,y =yP2,所以⎩⎪⎨⎪⎧x P =2x ,y P =2y ,又点P 在椭圆x 24+y 28=1上,所以(2x )24+(2y )28=1,即x 2+y 22=1.答案:x 2+y 22=1(2)解:由已知得圆M 的圆心为M (-1,0),半径r 1=1;圆N 的圆心为N (1,0),半径r 2=3.设圆P 的圆心为P (x ,y ),半径为R .动圆P 与圆M 外切并且与圆N 内切,所以|PM |+|PN |=(R +r 1)+(r 2-R )=r 1+r 2=4.由椭圆定义可知,曲线C 是以M ,N 为左、右焦点,长半轴长为2,短半轴长为3的椭圆(左顶点除外),其方程为x 24+y 23=1(x ≠-2).解决与椭圆有关的轨迹问题的两种方法(1)定义法:用定义法求椭圆方程的思路是:先观察、分析已知条件,看所求动点轨迹是否符合椭圆的定义.若符合椭圆的定义,则用待定系数法求解即可.(2)相关点法:有些问题中的动点轨迹是由另一动点按照某种规律运动而形成的,只要把所求动点的坐标“转移”到另一个动点在运动中所遵循的条件中去,即可解决问题,这种方法称为相关点法.[活学活用]求过点P (3,0)且与圆x 2+6x +y 2-91=0相内切的动圆圆心的轨迹方程.解:圆方程配方整理得(x +3)2+y 2=102,圆心为C 1(-3,0),半径为R =10.设所求动圆圆心为C (x ,y ),半径为r ,依题意有⎩⎪⎨⎪⎧|PC |=r ,|CC 1|=R -r ,消去r 得R -|PC |=|CC 1|⇒|PC |+|CC 1|=R ,即|PC |+|CC 1|=10.又P (3,0),C 1(-3,0),且|PC 1|=6<10.可见C 点是以P ,C 1为两焦点的椭圆,且c =3,2a =10,所以a =5,从而b =4,故所求的动圆圆心的轨迹方程为x 225+y 216=1.层级一 学业水平达标1.设P 是椭圆x 225+y 216=1上的点,若F 1,F 2是椭圆的两个焦点,则|PF 1|+|PF 2|等于( )A .4B .5C .8D .10解析:选D 根据椭圆的定义知,|PF 1|+|PF 2|=2a =2×5=10,故选D .2.已知△ABC 的顶点B ,C 在椭圆x 23+y 2=1上,顶点A 是椭圆的一个焦点,且椭圆的另外一个焦点在BC 边上,则△ABC 的周长是( )A .2 3B .6C .4 3D .12解析:选C 由于△ABC 的周长与焦点有关,设另一焦点为F ,利用椭圆的定义,|BA |+|BF |=23,|CA |+|CF |=23,便可求得△ABC 的周长为43.3.命题甲:动点P 到两定点A ,B 的距离之和|PA |+|PB |=2a (a >0,常数);命题乙:P 点轨迹是椭圆.则命题甲是命题乙的( )A .充分不必要条件B .必要不充分条件C .充分且必要条件D .既不充分又不必要条件解析:选B 利用椭圆定义.若P 点轨迹是椭圆,则|PA |+|PB |=2a (a >0,常数),∴甲是乙的必要条件.反过来,若|PA |+|PB |=2a (a >0,常数)是不能推出P 点轨迹是椭圆的.这是因为:仅当2a >|AB |时,P 点轨迹才是椭圆;而当2a =|AB |时,P 点轨迹是线段AB ;当2a <|AB |时,P 点无轨迹,∴甲不是乙的充分条件.综上,甲是乙的必要不充分条件.4.如果方程x 2a 2+y 2a +6=1表示焦点在x 轴上的椭圆,则实数a 的取值范围是( )A .a >3B .a <-2C .a >3或a <-2D .a >3或-6<a <-2解析:选D 由a 2>a +6>0得⎩⎪⎨⎪⎧ a 2-a -6>0,a +6>0,所以⎩⎪⎨⎪⎧a <-2或a >3,a >-6,所以a >3或-6<a <-2.5.已知P 为椭圆C 上一点,F 1,F 2为椭圆的焦点,且|F 1F 2|=23,若|PF 1|与|PF 2|的等差中项为|F 1F 2|,则椭圆C 的标准方程为( )A .x 212+y 29=1B .x 212+y 29=1或x 29+y 212=1C .x 29+y 212=1D .x 248+y 245=1或x 245+y 248=1解析:选B 由已知2c =|F 1F 2|=23,∴c =3. ∵2a =|PF 1|+|PF 2|=2|F 1F 2|=43, ∴a =23.∴b 2=a 2-c 2=9.故椭圆C 的标准方程是x 212+y 29=1或x 29+y 212=1.6.椭圆x 2m +y 24=1的焦距是2,则m 的值是________.解析:当椭圆的焦点在x 轴上时,a 2=m ,b 2=4,c 2=m -4,又2c =2,∴c =1. ∴m -4=1,m =5.当椭圆的焦点在y 轴上时,a 2=4,b 2=m , ∴c 2=4-m =1, ∴m =3. 答案:3或57.已知椭圆C 经过点A (2,3),且点F (2,0)为其右焦点,则椭圆C 的标准方程为________________.解析:法一:依题意,可设椭圆C 的方程为x 2a 2+y 2b2=1(a >b >0),且可知左焦点为F ′(-2,0).从而有⎩⎪⎨⎪⎧ c =2,2a =|AF |+|AF ′|=3+5=8,解得⎩⎪⎨⎪⎧c =2,a =4.又a 2=b 2+c 2,所以b 2=12, 故椭圆C 的标准方程为x 216+y 212=1.法二:依题意,可设椭圆C 的方程为x 2a 2+y 2b2=1(a >b >0),则⎩⎪⎨⎪⎧4a 2+9b 2=1,a 2-b 2=4,解得b 2=12或b 2=-3(舍去),从而a 2=16.所以椭圆C 的标准方程为x 216+y 212=1.答案:x 216+y 212=18.椭圆的两焦点为F 1(-4,0),F 2(4,0),点P 在椭圆上,若△PF 1F 2的面积最大为12,则椭圆方程为__________.解析:如图,当P 在y 轴上时△PF 1F 2的面积最大, ∴12×8b =12,∴b =3. 又∵c =4,∴a 2=b 2+c 2=25. ∴椭圆的标准方程为x 225+y 29=1.答案:x 225+y 29=19.设F 1,F 2分别是椭圆C :x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0)的左、右焦点.设椭圆C 上一点⎝⎛⎭⎫3,32到两焦点F 1,F 2的距离和等于4,写出椭圆C 的方程和焦点坐标.解:由点⎝⎛⎭⎫3,32在椭圆上,得(3)2a 2+⎝⎛⎭⎫322b 2=1, 又2a =4,所以椭圆C 的方程为x 24+y 23=1,焦点坐标分别为(-1,0),(1,0).10.已知椭圆C 与椭圆x 2+37y 2=37的焦点F 1,F 2相同,且椭圆C 过点⎝⎛⎭⎫572,-6. (1)求椭圆C 的标准方程;(2)若P ∈C ,且∠F 1PF 2=π3,求△F 1PF 2的面积.解:(1)因为椭圆x 237+y 2=1的焦点坐标为(-6,0),(6,0).所以设椭圆C 的标准方程为x 2a 2+y 2a 2-36=1(a 2>36).将点⎝⎛⎭⎫572,-6的坐标代入整理得4a 4-463a 2+6 300=0,解得a 2=100或a 2=634(舍去),所以椭圆C 的标准方程为x 2100+y 264=1.(2)因为P 为椭圆C 上任一点, 所以|PF 1|+|PF 2|=2a =20. 由(1)知c =6,在△PF 1F 2中,|F 1F 2|=2c =12, 所以由余弦定理得:|F 1F 2|2=|PF 1|2+|PF 2|2-2|PF 1|·|PF 2|cos π3,即122=|PF 1|2+|PF 2|2-|PF 1|·|PF 2|.因为|PF 1|2+|PF 2|2=(|PF 1|+|PF 2|)2-2|PF 1|·|PF 2|, 所以122=(|PF 1|+|PF 2|)2-3|PF 1|·|PF 2|. 所以122=202-3|PF 1||PF 2|.所以|PF 1|·|PF 2|=202-1223=32×83=2563.S △PF 1F 2=12|PF 1|·|PF 2|sin π3=12×2563×32=6433.所以△F 1PF 2的面积为6433.层级二 应试能力达标1.下列说法中正确的是( )A .已知F 1(-4,0),F 2(4,0),平面内到F 1,F 2两点的距离之和等于8的点的轨迹是椭圆B .已知F 1(-4,0),F 2(4,0),平面内到F 1,F 2两点的距离之和等于6的点的轨迹是椭圆C .平面内到点F 1(-4,0),F 2(4,0)两点的距离之和等于点M (5,3)到F 1,F 2的距离之和的点的轨迹是椭圆D .平面内到点F 1(-4,0),F 2(4,0)距离相等的点的轨迹是椭圆解析:选C A 中,|F 1F 2|=8,则平面内到F 1,F 2两点的距离之和等于8的点的轨迹是线段,所以A 错误;B 中,到F 1,F 2两点的距离之和等于6,小于|F 1F 2|,这样的轨迹不存在,所以B 错误;C 中,点M (5,3)到F 1,F 2两点的距离之和为(5+4)2+32+(5-4)2+32=410>|F 1F 2|=8,则其轨迹是椭圆,所以C 正确;D 中,轨迹应是线段F 1F 2的垂直平分线,所以D 错误.故选C .2.椭圆x 225+y 29=1的焦点为F 1,F 2,P 为椭圆上的一点,已知PF 1 ·PF 2 =0,则△F 1PF 2的面积为( )A .9B .12C .10D .8解析:选A ∵PF 1 ·PF 2 =0,∴PF 1⊥PF 2.∴|PF 1|2+|PF 2|2=|F 1F 2|2且|PF 1|+|PF 2|=2a . 又a =5,b =3,∴c =4,∴⎩⎪⎨⎪⎧|PF 1|2+|PF 2|2=64, ①|PF 1|+|PF 2|=10. ② ②2-①,得2|PF 1|·|PF 2|=36, ∴|PF 1|·|PF 2|=18, ∴△F 1PF 2的面积为 S =12·|PF 1|·|PF 2|=9.3.若α∈⎝⎛⎭⎫0,π2,方程x 2sin α+y 2cos α=1表示焦点在y 轴上的椭圆,则α的取值范围是( )A .⎝⎛⎭⎫π4,π2 B .⎝⎛⎦⎤0,π4 C .⎝⎛⎭⎫0,π4 D .⎣⎡⎭⎫π4,π2解析:选A 易知sin α≠0,cos α≠0,方程x 2sin α+y 2cos α=1可化为x 21sin α+y 21cos α=1.因为椭圆的焦点在y 轴上,所以1cos α>1sin α>0,即sin α>cos α>0.又α∈⎝⎛⎭⎫0,π2,所以π4<α<π2. 4.已知P 为椭圆x 225+y 216=1上的一点,M ,N 分别为圆(x +3)2+y 2=1和圆(x -3)2+y 2=4上的点,则|PM |+|PN |的最小值为( )A .5B .7C .13D .15解析:选B 由题意知椭圆的两个焦点F 1,F 2分别是两圆的圆心:且|PF 1|+|PF 2|=10,从而|PM |+|PN |的最小值为|PF 1|+|PF 2|-1-2=7.5.若椭圆2kx 2+ky 2=1的一个焦点为(0,-4),则k 的值为________.解析:易知k ≠0,方程2kx 2+ky 2=1变形为y 21k +x 212k =1,所以1k -12k =16,解得k =132. 答案:1326.已知椭圆C :x 29+y 24=1,点M 与C 的焦点不重合.若M 关于C 的焦点的对称点分别为A ,B ,线段MN 的中点在C 上,则 |AN |+|BN |=________.解析:取MN 的中点G ,G 在椭圆C 上,因为点M 关于C 的焦点F 1,F 2的对称点分别为A ,B ,故有|GF 1|=12|AN |,|GF 2|=12|BN |,所以|AN |+|BN |=2(|GF 1|+|GF 2|)=4a =12. 答案:127.已知点P 在椭圆上,且P 到椭圆的两个焦点的距离分别为5,3.过P 且与椭圆的长轴垂直的直线恰好经过椭圆的一个焦点,求椭圆的标准方程.解:法一:设所求的椭圆方程为x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0)或y 2a 2+x 2b 2=1(a >b >0), 由已知条件得⎩⎪⎨⎪⎧ 2a =5+3,(2c )2=52-32,解得⎩⎪⎨⎪⎧a =4,c =2, 所以b 2=a 2-c 2=12.于是所求椭圆的标准方程为x 216+y 212=1或y 216+x 212=1. 法二:设所求的椭圆方程为x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0)或y 2a 2+x 2b 2=1(a >b >0),两个焦点分别为F 1,F 2.由题意知2a =|PF 1|+|PF 2|=3+5=8,所以a =4.在方程x 2a 2+y 2b 2=1中,令x =±c ,得|y |=b 2a ; 在方程y 2a 2+x 2b 2=1中,令y =±c ,得|x |=b 2a . 依题意有b 2a =3,得b 2=12.于是所求椭圆的标准方程为x 216+y 212=1或y 216+x 212=1.8.如图在圆C :(x +1)2+y 2=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.解:如图,连接MA .由题意知点M 在线段CQ 上,从而有|CQ |=|MQ |+|MC |.又点M 在AQ 的垂直平分线上,则|MA |=|MQ |,故|MA |+|MC |=|CQ |=5.又A (1,0),C (-1,0),故点M 的轨迹是以(1,0),(-1,0)为焦点的椭圆,且2a =5,故a =52,c =1,b 2=a 2-c 2=254-1=214. 故点M 的轨迹方程为x 2254+y 2214=1.。
高二数学 2.2.1 椭圆及其标准方程

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第二章 圆锥曲线与方程
栏目导引
2.请同学们将一根无弹性的细绳两端系在圆规两端下部, 并将两脚固定,用笔绷紧细绳在纸上移动,观察画出的轨迹是 什么曲线,并思考下面的问题:
(1)在画出一个椭圆的过程中,圆规两脚末端的位置是固定 的还是运动的?
(2)在画椭圆的过程中,绳子的长度变了没有?说明了什么? (3)在画椭圆的过程中,绳子长度与两定点距离大小有怎样的关 系?
A.7 倍
B.5 倍
C.4 倍
D.3 倍
工具
第二章 圆锥曲线与方程
栏目导引
解析:
(1)如图所示,由已知:a=5, △AF1B的周长l=|AF1|+|AB|+|BF1| =(|AF1|+|AF2|)+(|BF2|+|BF1|)=4a=20.
工具
第二章 圆锥曲线与方程
栏目导引
(2)不妨设 F1(-3,0),F2(3,0), 由条件知 P3,± 23, 即|PF2|= 23,由椭圆定义知|PF1|+|PF2|=2a=4 3, 即|PF1|=7 23, 所以|PF1|=7|PF2|.故选 A.
解析: 由已知 2a=8,2c=2 15, ∴a=4,c= 15, ∴b2=a2-c2=16-15=1, ∴椭圆标准方程为1y62 +x2=1. 答案: 1y62 +x2=1
工具
第二章 圆锥曲线与方程
栏目导引
4.已知椭圆88x12+3y62 =1 上一点 M 的纵坐标为 2. (1)求 M 的横坐标; (2)求过 M 且与x92+y42=1 共焦点的椭圆的方程. 解析: (1)把 M 的纵坐标代入88x12+3y62 =1 得88x12+346=1, 即 x2=9. ∴x=±3.即 M 的横坐标为 3 或-3.
课件14:2.2.1 椭圆及其标准方程

3
=2×4× 2 = 3.
1.本节课的重点是椭圆的定义、标准方程的求法,以及
与椭圆焦点有关的三角形问题.
2.对椭圆定义的理解易忽视“2a>2c”这一条件,是本节
课的易错点.
平面内到两定点F1,F2 的距离之和为常数,即|MF1|+
|MF2|=2a,当2a>|F1F2|时,轨迹是椭圆;
当2a=|F1F2|时,轨迹是一条线段F1F2;
焦点在x轴上
标准方程
图形
2 2
+ =1(a>b>0)
2 2
焦点在y轴上
2 2
+ =1(a>b>0)
2 2
(2)椭圆的标准方程
焦点在x轴上
焦点坐标
a,b,c的关系
焦点在y轴上
(-c,0),(c,0) (0,-c),(0,c)
a2=b2+c2
(2)观察教材.设M(x,y),F1(-c,0),F2(c,0),且|MF1|
2 2 − 2
2.归纳总结,核心必记
(1)椭圆的定义
等于常数(大于|F1F2|)
平面内与两个定点F1,F2的距离的和___________________
的点的轨迹叫做椭圆.这两个定点叫做椭圆的焦点 .
两焦点间的距离
_____________________叫做椭圆的焦距.
(1)定义中,将“大于|F1F2|”改为“等于|F1F2|”或“小于
由椭圆的定义知,a=2,c=1,∴b2=a2-c2=3.
x2 y2
∴所求轨迹方程为 4 + 3 =1.
讲一讲
x2 y2
4.如图所示,P 是椭圆 4 + 3 =1 上的一点,F1,F2
为椭圆的左、右焦点,且∠PF1F2=120°,求△PF1F2
课时作业23:2.2.1 椭圆及其标准方程

§2.2 椭 圆2.2.1 椭圆及其标准方程1.平面内,F 1,F 2是两个定点,“动点M 满足|MF 1→|+|MF 2→|为常数”是“M 的轨迹是椭圆”的( )A .充分不必要条件B .必要不充分条件C .充要条件D .既不充分也不必要条件 答案 B解析 当|MF 1→|+|MF 2→|>|F 1F 2→|时,M 的轨迹才是椭圆.2.已知椭圆x 225+y 2m 2=1(m >0)的左焦点为F 1(-4,0),则m 的值为( ) A .9B .4C .3D .2 答案 C解析 由题意可知25-m 2=16,解得m =3(舍去负值).3.已知椭圆x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0)的右焦点为F (3,0),点(0,-3)在椭圆上,则椭圆的方程为( ) A.x 245+y 236=1 B.x 236+y 227=1 C.x 227+y 218=1 D.x 218+y 29=1 答案 D解析 由题意可得⎩⎪⎨⎪⎧ a 2-b 2=9,0+9b 2=1,解得⎩⎪⎨⎪⎧a 2=18,b 2=9,故椭圆的方程为x 218+y 29=1. 4.“1<m <3”是“方程x 2m -1+y 23-m=1表示椭圆”的( ) A .充分不必要条件B .必要不充分条件C .充要条件D .既不充分也不必要条件 答案 B解析 当方程x 2m -1+y 23-m =1表示椭圆时,必有⎩⎪⎨⎪⎧m -1>0,3-m >0,m -1≠3-m ,所以1<m <3且m ≠2; 但当1<m <3时,该方程不一定表示椭圆,例如当m =2时,方程变为x 2+y 2=1,它表示一个圆.5.已知椭圆x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0),M 为椭圆上一动点,F 1为椭圆的左焦点,则线段MF 1的中点P 的轨迹是( )A .圆B .椭圆C .线段D .直线答案 B解析 设椭圆的右焦点为F 2,由题意,知|PO |=12|MF 2|,|PF 1|=12|MF 1|, 又|MF 1|+|MF 2|=2a ,所以|PO |+|PF 1|=a >|F 1O |=c ,故由椭圆的定义,知P 点的轨迹是椭圆.6.已知经过椭圆x 225+y 216=1右焦点F 2的直线交椭圆于A ,B 两点,F 1为左焦点,则△ABF 1的周长为________.答案 20解析 △ABF 1的周长=|AB |+|AF 1|+|BF 1|=|AF 2|+|BF 2|+|AF 1|+|BF 1|=4a =20.7.已知椭圆的焦点在y 轴上,其上任意一点到两焦点的距离和为8,焦距为215,则此椭圆的标准方程为________________.答案 y 216+x 2=1 解析 由已知2a =8,2c =215,所以a =4,c =15,所以b 2=a 2-c 2=16-15=1.又椭圆的焦点在y 轴上,所以椭圆的标准方程为y 216+x 2=1. 8.P 是椭圆x 216+y 29=1上一点,F 1,F 2分别是椭圆的左、右焦点,若|PF 1|·|PF 2|=12,则∠F 1PF 2的大小为________.答案 60°解析 由椭圆的定义得|PF 1|+|PF 2|=8,|F 1F 2|=27,∴(|PF 1|+|PF 2|)2=64,∵|PF 1|·|PF 2|=12,∴|PF 1|2+|PF 2|2=40,在△F 1PF 2中,cos ∠F 1PF 2=40-282×12=12, ∵∠F 1PF 2∈(0°,180°),∴∠F 1PF 2=60°.9.求满足下列条件的椭圆的标准方程:(1)焦点在y 轴上,焦距是4,且经过点M (3,2);(2)c ∶a =5∶13,且椭圆上一点到两焦点的距离的和为26.解 (1)由焦距是4可得c =2,且焦点坐标为(0,-2),(0,2).由椭圆的定义知,2a =32+(2+2)2+32+(2-2)2=8,所以a =4,所以b 2=a 2-c 2=16-4=12.又焦点在y 轴上,所以椭圆的标准方程为y 216+x 212=1. (2)由题意知,2a =26,即a =13,又c ∶a =5∶13,所以c =5,所以b 2=a 2-c 2=132-52=144,因为焦点所在的坐标轴不确定,所以椭圆的标准方程为x 2169+y 2144=1或y 2169+x 2144=1. 10.设F 1,F 2是椭圆x 29+y 24=1的两个焦点,P 是椭圆上的点,且|PF 1|∶|PF 2|=2∶1,求△F 1PF 2的面积.解 由椭圆方程,得a =3,b =2,c = 5.∵|PF 1|+|PF 2|=2a =6且|PF 1|∶|PF 2|=2∶1,∴|PF 1|=4,|PF 2|=2,∴|PF 1|2+|PF 2|2=|F 1F 2|2,∴△PF 1F 2是直角三角形,且∠F 1PF 2=90°,故△F 1PF 2的面积为12|PF 1|·|PF 2|=12×2×4=4.11.已知椭圆x 225+y 29=1上的点M 到该椭圆一个焦点F 的距离为2,N 是MF 的中点,O 为坐标原点,那么线段ON 的长是________.答案 4解析 设椭圆的另一个焦点为E ,则|MF |+|ME |=10,又∵|MF |=2,∴|ME |=8,又ON 为△MEF 的中位线,∴|ON |=12|ME |=4. 12.已知F 1,F 2是椭圆x 29+y 27=1的两个焦点,A 为椭圆上一点,且∠AF 1F 2=45°,则△AF 1F 2的面积为________. 答案 72解析 如图,由x 29+y 27=1, 知a 2=9,b 2=7,c 2=2.所以a =3,b =7,c = 2.所以|F 1F 2|=2 2.设|AF 1|=x ,则|AF 2|=6-x .因为∠AF 1F 2=45°,|AF 2|2=|AF 1|2+|F 1F 2|2-2|AF 1||F 1F 2|cos ∠AF 1F 2,所以(6-x )2=x 2+8-42x ·22.所以x =72. 所以12AF F S =12|AF 1||F 1F 2|sin ∠AF 1F 2=12×22×72×22=72.13.已知椭圆M 与椭圆N :x 216+y 212=1有相同的焦点,且椭圆M 过点⎝⎛⎭⎫-1,255.则椭圆M 的标准方程为______.答案 x 25+y 2=1 解析 由题意,知椭圆N 的焦点为(-2,0),(2,0),设椭圆M 的方程为x 2a 2+y 2b2=1(a >b >0), 则⎩⎪⎨⎪⎧a 2-b 2=4,1a 2+45b 2=1, 化简并整理得5b 4+11b 2-16=0,故b 2=1或b 2=-165(舍),a 2=5, 故椭圆M 的标准方程为x 25+y 2=1. 14.已知椭圆x 212+y 23=1的左、右焦点分别为F 1和F 2,点P 在椭圆上,若PF 1的中点在y 轴上,则∠F 1PF 2的余弦值为________.答案 17解析 由椭圆方程知a =23,b =3,所以c =a 2-b 2=3.所以F 1(-3,0),F 2(3,0).因为线段PF 1的中点在y 轴上,所以P 点横坐标为x P =3.所以P 点纵坐标y P =±32, 且PF 2⊥x 轴.所以|PF 2|=32,|PF 1|=2a -|PF 2|=732. 在Rt △PF 2F 1中,cos ∠F 1PF 2=|PF 2||PF 1|=17.15.在Rt △ABC 中,∠CAB =90°,AB =2,AC =22,曲线E 过C 点,动点P 在E 上运动,且保持|P A |+|PB |的值不变,则曲线E 的方程为________.答案 x 22+y 2=1解析 如图,以AB 所在直线为x 轴,线段AB 的垂直平分线为y 轴,建立平面直角坐标系.在Rt △ABC 中,BC =AC 2+AB 2=322. ∵|P A |+|PB |=|CA |+|CB |=22+322=22, 且|P A |+|PB |>|AB |,∴由椭圆的定义知,动点P 的轨迹E 是以A ,B 为焦点的椭圆,且a =2,c =1,b =1.∴曲线E 的方程为x 22+y 2=1. 16.一动圆与已知圆O 1:(x +3)2+y 2=1外切,与圆O 2:(x -3)2+y 2=81内切,试求动圆圆心的轨迹方程.解 两定圆的圆心和半径分别为O 1(-3,0),r 1=1;O 2(3,0),r 2=9.设动圆圆心为M (x ,y ),半径为R ,则由题设条件可得|MO 1|=1+R ,|MO 2|=9-R ,∴|MO 1|+|MO 2|=10.而|O 1O 2|=6<10,故由椭圆的定义知:M 在以O 1,O 2为焦点的椭圆上,且a =5,c =3,∴b 2=a 2-c 2=25-9=16,故动圆圆心的轨迹方程为x 225+y 216=1.。
2.2.1椭圆及其标准方程

成才之路 ·高中新课程 ·学习指导 ·人教A版 ·数学 ·选修2-1
P 是椭圆1x22 +y32=1 上的一点,F1、F2为两个焦点,若∠F1PF2
=60°,则△F1PF2 的面积为( )
Aபைடு நூலகம்2 3
B. 3
C.4
D.2
[答案] B
第二章 2.2 第1课时
成才之路 ·高中新课程 ·学习指导 ·人教A版 ·数学 ·选修2-1
第二章 2.2 第1课时
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注意挖掘隐含条件 △ABC 的三边 a,b,c(a>b>c)成等差数列,A、
C 两点的坐标分别是(-1,0),(1,0),求顶点 B 的轨迹. [错解] 设点 B 的坐标为(x,y). ∵a、b、c 成等差数列,∴a+c=2b,即|BC|+|BA|=2|AC|,
第二章 2.2 第1课时
成才之路 ·高中新课程 ·学习指导 ·人教A版 ·数学 ·选修2-1
椭圆的标准方程
根据下列条件,写出椭圆的标准方程. (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),两焦点间的距离为 2,焦点在 x 轴上, ________. [答案] (1)1y629+1x424=1 (2)x42+y32=1
第二章 2.2 第1课时
成才之路 ·高中新课程 ·学习指导 ·人教A版 ·数学 ·选修2-1
(2)设椭圆的标准方程为ax22+by22=1, ∵焦点在 x 轴上,2c=2,∴a2=b2+1,
9 又椭圆经过点 P(1,32),∴b2+1 1+b42=1, 解之得 b2=3,∴a2=4. ∴椭圆的标准方程为x42+y32=1.
高二数学 2.2.1 椭圆及其标准方程

第35页
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第二章 §2.2 2.2.1
名师一号 ·数学 ·新课标A版·选修2-1
解 设椭圆的方程为Ax2+By2=1(A>0,B>0,且 A≠B),依题意可得31A2A++4BB==11,, ⇒AB==11515. ,
故所求的椭圆方程为1x52 +y52=1.
第36页
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第27页
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第二章 §2.2 2.2.1
名师一号 ·数学 ·新课标A版·选修2-1
题型三 求经过两点的椭圆的标准方程 例3 求经过两点P1 13,13 ,P2 0,-12 的椭圆的标准方 程.
第28页
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第二章 §2.2 2.2.1
名师一号 ·数学 ·新课标A版·选修2-1
第二章 §2.2 2.2.1
名师一号 ·数学 ·新课标A版·选修2-1
题型四 用定义求椭圆的标准方程 例4 已知△ABC的一边BC长为8,周长为20,求顶点A 的轨迹方程. 分析 注意顶点A到B和C的距离之和为定值,故可考虑 利用椭圆的定义来求其方程.
第37页
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第二章 §2.2 2.2.1
名师一号 ·数学 ·新课标A版·选修2-1
解法2 设所求椭圆的方程为Ax2+By2=1(A>0,B> 0,A≠B).
依题意,得A132+B132=1, B-122=1,
⇒AB= =54.,
故所求的椭圆方程为5x2+4y2=1.
第33页
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第二章 §2.2 2.2.1
名师一号 ·数学 ·新课标A版·选修2-1
分析1 因为椭圆焦点的位置不确定,故可分焦点在x轴 和y轴两种情况分别求解.
第29页
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第二章 §2.2 2.2.1
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2
(x c) y
2
(x c) y
2
再平方,并整理得 ( a 令a c
2 2
c )x a y
2 2 2
2 2
2
a (a
2
2
c )
2
b
2
得b x a x
2 2
a b
2
2
2012-11-11
小结:同学们完成下表
椭圆的定义
{M
MF
1
MF
2
2 a ,2 a
F F
1
2
}
M
F
2
2
图 形
F
1
F
M
F
1
标准方程
x a
F
2
2
y b
2
2
1( a b 0 )
y a
2
2
x b
2
2
1( a b 0 )
焦点坐标 a,b,c的关系
1
( c ,0 )
F
2
( c ,0 )
2
F
1
(0, c )
F
2
(0, c )
a
2
b
c
2
焦点位置的判 断
2012-11-11
P到另一个焦点的距离为_6_
x
2
(2)如图, 椭圆
y
2
,两焦点过的直线交椭圆于A,B两点,则 1
16
9
三角形ABC的周长是_16
x
2
(3)如果点M(x,y)在运动过程,总满足关系式:
( y 3)
2
x
2
( y 3)
2
10
点M的轨迹是什么曲线?写出它的方程.
答案:表示以(0,-3),(0, 3)为焦点的椭圆方程为
y
2
x
2
1
25
2012-11-11
16
题组4(1)已知两定点F1(-3,0),F2(3,0),若点P满
足 PF 1 PF 2 10 ,则点P的轨迹是 椭圆 ,若点P满 足 PF 1 PF 2 6 ,则点P的轨迹是 线段 。 (2) 已知△ABC的一边长 BC 6 ,周长为16,求顶点A的轨迹方
y
2
7
焦
21
焦
题组2 求适合下列条件的椭圆的标准方程
x
2
(1)a=4,b=1,焦点在X轴上.
16
y
2
1
(2)a=4,c=,焦点在坐标轴上 2 y x y2 1 2012-11-11 或
16
2
16
x
2
1
题组3、4
题组训练
x
2
题组3(1)P为椭圆
y
2
25
16
1上一点,P到一个焦点的距离为4,则
看标准方程的分母,谁的分母大就在其对应的轴上。
题组训练
题组1
x
2
(1)在椭圆 16 9 1 中,a= 4 ,b= 3 ,焦距是 2 点坐标是 ( 7 ,0 ) ( 7 , 0 ),焦点位于 x 轴上.
2 2 2 25 (2)在椭圆 x 4 y 100 中,a= 5 ,b= 2 ,焦距是 y 21 ( 0 , 21 点坐标是,____ ) ( 0 , __ ).焦点位于__轴上.
程。 分析:求符合某种条件的点的轨迹方程,常常要画出草图, 建立适当的坐标系。(数形结合思想的应用) 解:建系如图,则B(-3,0),C(3,0) ,设A(x,y) 由题意得: AB AC 10 (常数) 所以点A的轨迹是椭圆,且a=5,c=3, b=4
y
2
y
A( x, y )
2012-11-11
⑵如何建立适当的坐标系求椭圆的方程?
MF 1 MF 2 2a 得
abF12 Nhomakorabeax
建立如图所示的坐标系,
(x a)
2 2
则F1(-C,0),F2(C,0)
M
2
y
F
2
设M(x,y)是椭圆上的任意一点, 由定义
2
y
2
(x a)
2a 2
y
2
2a
2 2
移项得
平方得
o
F
1
x
(x c) y
点A的轨迹方程为: 25 A,B,C构成三角形
x
2
1
16
B
o
C
x
y 0
所求方程为
x
2
y
2
1 (y 0 )
25
16
课堂小结
1、椭圆的定义,应注意什么问题?
2、求椭圆的标准方程,应注意什么问题?
2012-11-11
作业
1.已知椭圆两个焦点(-2,0),F2(2,0),并且经过点
(5 ,
2
3 2
),求它的标准方程。
2.椭圆的两个焦点F1(-8,0),F2(8,0),且椭圆上一点到两
个焦点的距离之和是20,求此椭圆的标准方程。
3.若B(-8,0),C(8,0)为的两个顶点,AC和AB两边上的中
线和是30,求的重心G的轨迹方程。
2012-11-11
上课
2012-11-11
目标
演示
题组训练
作业
推导方程
小结
2012-11-11
目标
1.理解椭圆标准方程的推导;
2.掌握椭圆的标准方程; 3.会根据条件求椭圆的标准方程,会 根据椭圆的标准方程求焦点坐标。
2012-11-11
y
2 2
x
2 2
1
M o
F
a b y (1)回顾求圆的标准方程的基 2 2 y x 本步骤 2 1 2 建立坐标系、设点、找等量关系、代入坐标、化简