高中数学《椭圆》教案1 苏教版选修2-1
高二数学苏教版选修2-1教学案：第2章2椭圆的标准方程
江苏省泰兴中学高二数学讲义（7）椭圆及其标准方程[目标要求]1、掌握椭圆的定义及椭圆标准方程的推导.2、会求椭圆的标准方程.[重点难点]1、重点：求椭圆的标准方程2、难点：理解椭圆的定义、轨迹方程的求法[典例剖析]例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(3,0),(3,0)-，椭圆上一点P 到两焦点距离的和等于10.（2）已知椭圆上任一点到两焦点距离之和为10，且焦距为8.（3）经过点)3,2(),0,4(.（4）化简方程8)3()3(2222=-++++y x y x例2、已知1162422=++-k y k x 表示椭圆，求k 的取值范围.变题：若表示焦点在y 轴上的椭圆, 求k 的取值范围.例3、已知圆A ：25)2(22=++y x 与圆B ：22(2)1x y -+=，动圆C 与圆A 内切,且与圆B 外切，试求动圆圆心C 的轨迹方程.[学习反思]1．求椭圆标准方程的基本方法是（1）定义法（2）待定系数法2．求椭圆的标准方程时，要先“定位”，再“定量”3．方程 122=+ny m x 表示椭圆的充要条件是：n m n m ≠>>且0,0. [巩固练习]1．求适合下列条件的椭圆的标准方程：（1）,1,4==b a 焦点在x 轴上____________________；（2）15,4==c a ，焦点在y 轴上____________________；（3）52,10==+c b a ________________________2．椭圆192522=+y x 的焦点坐标是 3．若方程1162522=++-my m x 表示焦点在y 轴上的椭圆，则m 的取值范围是 4．若方程125222=+y ax )5(>a ，21F F 为椭圆焦点，12F F =8，弦AB 过1F ，则三角形2ABF 的周长为5．已知)4,0(),4,0(C B -，且三角形ABC 的周长等于18，则顶点A 的轨迹方程江苏省泰兴中学高二数学课后作业（7）班级: 姓名: 学号：【A 组题】1．椭圆1422=+y m x 的焦距是2，则m 的值为 2．已知椭圆的标准方程为1162522=+y x ，M 为椭圆上的点，则点(4,2.4)M 与焦点的距 离分别是________,，_________；3．三角形ABC 的三边AB ，BC ，AC 的长度成等差数列，且AB AC >，B 、C 坐标分别为)0,1(),0,1(-.则顶点A 的轨迹方程为4．经过两点)3,54(),4,53(--Q P 的椭圆的标准方程是____________________. 5．AB 是过椭圆左焦点F 的一弦，C 是椭圆的右焦点，已知4,90AB AC BAC ==∠=︒，则椭圆的标准方程为____________________.6.已知椭圆的焦点是)0,1(),0,1(21F F -，P 为椭圆上一点，且21F F 是21PF PF 和 的等差中项，求椭圆的方程7．已知P 为椭圆14522=+y x 上一点，以点P 及焦点21F F 为顶点的三角形面积等于1，求P 的坐标.【B 组题】1．)2,0(πα∈，方程1cos sin 22=+ααy x 表示焦点在y 轴上的椭圆，则α的取值范围为2．已知椭圆的两个焦点12,F F 在x 轴上，以12F F 为直径的圆与椭圆的一个交点为（3， 4），求椭圆的标准方程3．已知12,F F 是椭圆22194x y +=的焦点，P 为椭圆上的一点.若12,,P F F 是一个直角三角形的三个顶点，且12PF PF ，求12PF PF 的值.。
数学苏教版选修2-1教案：2.2.2 椭圆的几何性质 Word版含解析
2．2.2椭圆的几何性质(教师用书独具)●三维目标1．知识与技能掌握椭圆的范围、对称性、顶点，掌握椭圆基本量的几何意义以及其相互关系，初步学习利用方程研究曲线性质的方法．2．过程与方法利用曲线的方程来研究曲线性质的方法是学习解析几何以来的第一次应用，通过初步尝试，使学生经历知识产生与形成的过程，不仅注意对研究结果的掌握和应用，更重视对研究方法的思想渗透及分析问题和解决问题能力的培养；以自主探究为主，通过体验数学发现和创造的历程，培养学生观察、分析、逻辑推理、理性思维的能力．3．情感、态度与价值观通过自主探究、交流合作使学生亲身体验研究的艰辛，从中体味合作与成功的快乐，由此激发其更加积极主动的学习精神和探索勇气；通过多媒体展示，让学生体会椭圆方程结构的和谐美和椭圆曲线的对称美，培养学生的审美习惯和良好的思维品质．●重点难点重点：从知识上来讲，要掌握如何利用椭圆标准方程的结构特征研究椭圆的几何性质；从学生的体验来说，需要关注学生在探究椭圆性质的过程中思维的过程展现，如思维角度和思维方法．难点：椭圆几何性质的形成过程，即如何从椭圆标准方程的结构特征中抽象出椭圆的几何性质．通过本节课的教学力求使一个平淡的性质陈述过程成为一个生动而有价值的学生主动交流合作、大胆探究的过程．(教师用书独具)●教学建议本节课采用创设问题情景——学生自主探究——师生共同辨析研讨——归纳总结组成的“四环节”探究式学习方式，并在教学过程中根据实际情况及时地调整教学方案，通过创设问题情景、学生自主探究、展示学生的研究过程来激励学生的探索勇气．根据学生的认知情况和学生的情感发展来调整整个学习活动的梯度与层次，逐步形成敢于发现、敢于质疑的科学态度．使用实物投影及多媒体辅助教学．借助实物投影展示学生的解题思维及解题过程，突出学生的思维角度与思维认识，遵循学生的认知规律，提高学生的思维层次，●教学流程通过复习和预习，知道由对椭圆的标准方程的讨论来研究椭圆的几何性质．提问：研究曲线的几何特征有什么意义？从哪些方面来研究？⇒由范围、对称性、顶点及离心率等研究椭圆的几何性质．既要数形结合直观感知，又要根据标准方程严格推证．⇒采用类比教学的方法，由焦点在x轴上的情形得出焦点在y轴上的情形．⇒通过例1及变式训练，使学生掌握由椭圆方程求其几何性质的方法，首先将方程化为标准方程，由方程得出基本量a，b，c，再写出相应的几何性质．⇒通过例2及变式训练，使学生掌握由椭圆的几何性质求其方程的方法，由几何性质得出基本量a，b，c，从而求出其标准方程．注意焦点位置的两种情形．⇒通过例3及变式训练，使学生掌握椭圆离心率或其范围的求解方法，求椭圆的离心率，即找基本量a，b，c的等式关系；求椭圆的离心率的取值范围，即找基本量a，b，c的不等式关系．⇒通过例4及变式训练，使学生掌握直线与椭圆位置关系的研究方法，会讨论公共点个数，会求弦长，弦中点等问题．体会方程思想的应用．⇒通过易错易误辨析，体会椭圆范围的应用，注意椭圆上点的坐标不是在整个实数范围内，解题时应作为一个隐含条件考虑，否则将会导致错误．⇒归纳整理，进行课堂小结，整体认识本节课所学知识．⇒完成当堂双基达标，巩固基本知识，形成基本能力．图中椭圆的标准方程为x2a2＋y2b2＝1(a>b>0)．1．椭圆具有对称性吗？【提示】有，椭圆是以原点为对称中心的中心对称图形，也是以x轴，y轴为对称轴的轴对称图形．2．可以求出椭圆与坐标轴的交点坐标吗？【提示】可以，令y＝0得x＝±a，故A1(－a,0)，A2(a，0)，同理可得B1(0，－b)，B2(0，b)．3．椭圆方程中x，y的取值范围是什么？【提示】x∈[－a，a]，y∈[－b，b]．4．当a的值不变，b逐渐变小时，椭圆的形状有何变化？【提示】b越小，椭圆越扁．1．椭圆的简单几何性质当椭圆的离心率越接近于1，则椭圆越扁；当椭圆的离心率越接近于0，则椭圆越接近于圆.求椭圆x 2＋9y 2＝81的长轴长、短轴长、离心率、焦点和顶点坐标，并用描点法画出这个椭圆．【思路探究】化为标准方程→求a，b→求几何性质【自主解答】把已知方程化成标准方程x281＋y29＝1，于是a＝9，b＝3，c＝81－9＝62，所以椭圆的长轴长2a＝18，短轴长2b＝6，离心率e＝ca ＝223，焦点为F1(－62，0)，F2(62，0)，顶点为A1(－9，0)，A2(9,0)，B1(0，－3)，B2(0,3)．将方程变形为y＝±1381－x2，根据y＝1381－x2算出椭圆在第一象限内的几个点的坐标(如下表所示)：1．由椭圆方程求其几何性质，首先应将方程化为标准形式．2．画椭圆时，应充分利用椭圆的对称性，可简化作图过程，增强准确度．求椭圆4x 2＋9y 2＝36的长轴长、短轴长、离心率、焦点和顶点坐标，并用描点法画出这个椭圆．【解】 把椭圆的方程化为标准方程x 29＋y 24＝1.可知此椭圆的焦点在x 轴上，且长半轴长a ＝3，短半轴长b ＝2，故半焦距c ＝a 2－b 2＝9－4＝ 5.因此，椭圆的长轴长2a ＝6，短轴长2b ＝4；离心率e ＝c a ＝53，两个焦点的坐标分别是(－5，0)，(5，0)；四个顶点的坐标分别是(－3,0)，(3,0)，(0，－2)，(0,2)．为画此椭圆的图形，将椭圆方程变形为 y ＝±239－x 2(－3≤x ≤3)．由y ＝239－x 2(0≤x ≤3)，可求出椭圆的两个顶点及其在第一象限内一些点的坐标(x ，y )，列表如下：称性画出整个椭圆，如图所示．求符合下列条件的椭圆标准方程：(1)焦距为8，离心率为0.8；(2)焦点与长轴较接近的端点的距离为10－5，焦点与短轴两端点的连线互相垂直； (3)长轴长是短轴长的2倍，且过点(2，－6)． 【思路探究】由几何性质→寻求a ，b ，c 关系→求a ，b →得方程 【自主解答】 (1)由题意：∵2c ＝8，∴c ＝4. 又∵ca＝0.8，∴a ＝5，∴b 2＝9，焦点在x 轴上时椭圆标准方程为：x 225＋y 29＝1；焦点在y 轴上时椭圆标准方程为：y 225＋x 29＝1.(2)由题意：a －c ＝10－5，b ＝c ，a 2＝b 2＋c 2， ∴解得a 2＝10，b 2＝5，焦点在x 轴上时椭圆标准方程为：x 210＋y 25＝1；焦点在y 轴上时椭圆标准方程为：y 210＋x 25＝1.(3)设椭圆的标准方程为x 2a 2＋y 2b 2＝1或y 2a 2＋x 2b 2＝1.又过点(2，－6)，因此有22a 2＋(－6)2b 2＝1或(－6)2a 2＋22b2＝1. 由已知a ＝2b ，得a 2＝148，b 2＝37或a 2＝52，b 2＝13.故所求的方程为x 2148＋y 237＝1或y 252＋x 213＝1.1．利用椭圆的几何性质求标准方程，通常采用待定系数法．其步骤是：首先确定焦点的位置，其次根据已知条件构造关于参数的关系式，利用方程(组)求得参数．2．当椭圆焦点位置不完全确定时，其标准方程有两种形式，不要漏掉焦点在y 轴上的情形．求满足下列各条件的椭圆的标准方程： (1)长轴长是短轴长的2倍且经过点A (2,0)；(2)短轴一个端点与两焦点组成一个正三角形，且焦点到同侧顶点的距离为 3. 【解】 (1)若椭圆的焦点在x 轴上，设方程为x 2a 2＋y 2b 2＝1(a >b >0)，∵椭圆过点A (2,0)，∴4a 2＝1，a ＝2，∵2a ＝2·2b ，∴b ＝1，∴方程为x 24＋y 2＝1.若椭圆的焦点在y 轴上， 设椭圆方程为y 2a 2＋x 2b 2＝1(a >b >0)，∵椭圆过点A (2,0)，∴02a 2＋4b2＝1，∴b ＝2,2a ＝2·2b ，∴a ＝4，∴方程y 216＋x 24＝1.综上所述，椭圆方程为x 24＋y 2＝1或y 216＋x 24＝1.(2)由已知⎩⎪⎨⎪⎧ a ＝2c a －c ＝3，∴⎩⎪⎨⎪⎧a ＝23c ＝3.从而b 2＝9，∴所求椭圆的标准方程为x 212＋y 29＝1或x 29＋y 212＝1.(1)(2012·江西高考)椭圆x2a2＋y2b2＝1(a>b>0)的左、右顶点分别是A，B，左、右焦点分别是F1，F2.若AF1，F1F2，F1B成等比数列，则此椭圆的离心率为________．(2)已知F1、F2是椭圆x2a2＋y2b2＝1(a>b>0)的左、右焦点，P是椭圆上一点，∠F1PF2＝90°，求椭圆离心率的最小值．【思路探究】(1)用a，c表示出AF1，F1B，依据AF1，F1F2，F1B成等比数列，建立a，c间的关系式．(2)法一，利用勾股定理及基本不等式寻求基本量a，c间的不等关系；法二，利用短轴端点对两焦点张角为椭圆上任一点对两焦点张角最大值；法三，利用圆半径c≥b求解．【自主解答】(1)椭圆的顶点为A(－a,0)，B(a,0)，焦点为F1(－c,0)，F2(c,0)，所以AF1＝a－c，F1B＝a＋c，F1F2＝2c.因为AF1，F1F2，F1B成等比数列，所以有4c2＝(a－c)(a＋c)＝a2－c2，即5c2＝a2，所以a＝5c，所以离心率为e＝ca ＝55.【答案】5 5(2)法一设PF1＝m，PF2＝n，∴m2＋n2＝4c2，又2a＝m＋n，∴4a2＝m2＋n2＋2mn≤2(m2＋n2)＝8c2.即：a2≤2c2，∴e＝ca≥22.∴e min＝22.法二 设椭圆与y 轴上方交点为B .∵∠F 1BF 2≥90°，∴cos ∠F 1BF 2＝a 2＋a 2－4c 22a 2≤0，即：a 2≤2c 2.∴e ＝c a ≥22，∴e min ＝22. 法三 以F 1F 2为直径的圆的方程为：x 2＋y 2＝c 2， 由题意c ≥b ，∴c 2≥a 2－c 2，∴2c 2≥a 2，∴c a ≥22，∴e ＝c a ≥22，∴e min ＝22.1．求椭圆的离心率，就是由题意求基本量a ，b ，c 的等式关系．2．求椭圆离心率的取值范围，就是求基本量a ，b ，c 间的不等关系，然后利用定义或列出关于e 的不等式进行求解，应注意e 还应受到0<e <1的限制．(2013·辽宁高考改编)已知椭圆C ：x 2a 2＋y 2b 2＝1(a >b >0)的左焦点为F ，C 与过原点的直线相交于A ，B 两点，连接AF ，BF .若|AB |＝10，|BF |＝8，cos ∠ABF ＝45，则C 的离心率为________．【解析】 在△ABF 中，|AF |2＝|AB |2＋|BF |2－2|AB |·|BF |·cos ∠ABF ＝102＋82－2×10×8×45＝36，则|AF |＝6.由|AB |2＝|AF |2＋|BF |2可知，△ABF 是直角三角形，OF 为斜边AB 的中线，c ＝|OF |＝|AB |2＝5.设椭圆的另一焦点为F 1，因为点O 平分AB ，且平分FF 1，所以四边形AFBF 1为平行四边形，所以|BF |＝|AF 1|＝8.由椭圆的性质可知|AF |＋|AF 1|＝14＝2a ⇒a ＝7，则e ＝ca ＝57. 【答案】 57已知椭圆x 24＋y 2＝1，(1)当m 为何值时，直线y ＝x ＋m 与椭圆有两个不同的交点？(2)当m ＝2时，求直线被椭圆截得的线段长． 【思路探究】联立，消y 得一元二次方程→Δ判别式→m 的范围→根与系数的关系→由弦长公式求弦长【自主解答】 (1)联立⎩⎪⎨⎪⎧x 24＋y 2＝1y ＝x ＋m 消去y 得，5x 2＋8mx ＋4(m 2－1)＝0(Ⅰ)．∵Δ＝64m 2－80(m 2－1)>0， ∴－5<m <5，∴当－5<m <5时直线与椭圆有两个不同交点． (2)当m ＝2时，方程(Ⅰ)化为：5x 2＋16x ＋12＝0， 设线段端点为A (x 1，y 1)，B (x 2，y 2)，由韦达定理得 x 1＋x 2＝－165，x 1x 2＝125，又k ＝1，∴AB ＝1＋k 2(x 1＋x 2)2－4x 1x 2＝452.1．直线与椭圆公共点个数问题，一般转化为方程根的问题，由Δ判别式进行判别． 2．求直线被圆锥曲线截得的弦长，一般用弦长公式AB ＝1＋k 2|x 1－x 2|＝1＋k 2(x 1＋x 2)2－4x 1x 2进行求解，也可利用AB ＝1＋1k2|y 1－y 2|＝1＋1k2· (y 1＋y 2)2－4y 1y 2进行求解．焦点分别为(0,52)和(0，－52)的椭圆截直线y ＝3x －2所得椭圆的弦的中点的横坐标为12，求此椭圆方程． 【解】 设x 2b 2＋y 2a 2＝1(a >b >0)，且a 2－b 2＝(52)2＝50.①由⎩⎪⎨⎪⎧x 2b 2＋y 2a 2＝1y ＝3x －2， ∴(a 2＋9b 2)x 2－12b 2x ＋4b 2－a 2b 2＝0， ∵x 1＋x 22＝12，∴6b 2a 2＋9b 2＝12， ∴a 2＝3b 2，② 此时Δ>0，由①②得：a 2＝75，b 2＝25， ∴x 225＋y 275＝1.忽略椭圆的范围导致错误设椭圆的中心是坐标原点，长轴在x轴上，离心率e ＝32，已知点P (0，32)到椭圆的最远距离是7，求椭圆的标准方程． 【错解】 依题意可设椭圆的标准方程为x 2a 2＋y 2b 2＝1(a >b >0)，则e 2＝c 2a 2＝a 2－b 2a 2＝1－b 2a2＝34，所以b 2a 2＝14，即a ＝2b . 设椭圆上的点(x ，y )到点P 的距离为d ，则d 2＝x 2＋(y －32)2＝a 2(1－y 2b 2)＋y 2－3y ＋94＝－3(y ＋12)2＋4b 2＋3.所以当y ＝－12时，d 2有最大值，从而d 也有最大值，所以4b 2＋3＝(7)2，由此解得b 2＝1，a 2＝4.于是所求椭圆的标准方程为x 24＋y 2＝1.【错因分析】 错解中“当y ＝－12时，d 2有最大值”这一步的推理是错误的，没有考虑椭圆方程中y 的取值范围．事实上，由于点(x ，y )在椭圆上，所以有－b ≤y ≤b ，因此在求d 2的最大值时，应分类讨论．【防范措施】 涉及到椭圆上点的坐标时，应注意坐标的范围，对于椭圆x 2a 2＋y 2b 2＝1(a >b >0)，x ∈[－a ，a ]，y ∈[－b ，b ]；对于椭圆y 2a 2＋x 2b 2＝1(a >b >0)，x ∈[－b ，b ]，y ∈[－a ，a ]．【正解】 同错解得到d 2＝x 2＋(y －32)2＝a 2(1－y 2b 2)＋y 2－3y ＋94＝－3(y ＋12)2＋4b 2＋3.若b <12，则当y ＝－b 时，d 2有最大值，从而d 有最大值，于是(7)2＝(b ＋32)2，从而解得b ＝7－32>12，与b <12矛盾．所以必有b ≥12，此时当y ＝－12时，d 2有最大值，从而d 有最大值，所以4b 2＋3＝(7)2，解得b 2＝1，a 2＝4.于是所求椭圆的标准方程为x 24＋y 2＝1.1．椭圆的性质可分为两类，一类是与坐标无关的本身固有的性质，如长轴长，短轴长，焦距，离心率；另一类是与坐标有关的性质，如顶点坐标，焦点坐标．2．椭圆的标准方程和椭圆的几何性质密不可分，由椭圆的方程可以得出椭圆的几何性质，由其几何性质可以得出椭圆的方程．3．求椭圆的离心率或其取值范围，是高考的重点内容，其实质就是找出基本量a ，b ，c 的相等或不等关系，从而得出关于e 的方程或不等式．4．直线与椭圆的位置关系，公共点个数利用Δ判别式，弦长问题利用弦长公式和韦达定理，解题主要是利用了转化思想和方程思想.1．椭圆6x 2＋y 2＝6的长轴的端点坐标是________． 【解析】∵x 2＋y 26＝1，∴焦点在y 轴上，∴长轴端点坐标为(0，±6)． 【答案】 (0，±6)2．椭圆的一个顶点与两焦点组成等边三角形，则它的离心率e ＝________. 【解析】 如图，△F 1B 2F 2为等边三角形， ∴∠B 2F 2O ＝60°， ∴e ＝c a ＝OF 2B 2F 2＝cos 60°＝12.【答案】 123．若椭圆x 22＋y 2m ＝1的离心率为12，则m 等于________．【解析】 ∵1－m 2＝14或1－2m ＝14，∴m ＝32或83.【答案】 32或834．椭圆经过点A (2,3)，对称轴为坐标轴，焦点F 1、F 2在x 轴上，离心率e ＝12，求椭圆的标准方程．【解】 设椭圆的方程为x 2a 2＋y 2b 2＝1(a ＞b ＞0)，由e ＝12，即c a ＝12，得a ＝2c ，b 2＝a 2－c 2＝3c 2.∴椭圆方程可化为x 24c 2＋y 23c2＝1.将A (2,3)代入上式，得1c 2＋3c 2＝1，解得c ＝2，∴椭圆的标准方程为x 216＋y 212＝1.一、填空题1．(2013·厦门高二检测)椭圆x 24＋y 29＝1的离心率是________．【解析】 e ＝1－b 2a2＝1－49＝53. 【答案】532．(2012·上海高考)已知椭圆C 1：x 212＋y 24＝1，C 2：x 216＋y 28＝1，则下列说法正确的是________．①C 1与C 2顶点相同； ②C 1与C 2长轴长相同； ③C 1与C 2短轴长相同； ④C 1与C 2焦距相等．【解析】 由两个椭圆的标准方程可知：C 1的顶点坐标为(±23，0)，(0，±2)，长轴长为43，短轴长为4，焦距为42；C 2的顶点坐标为(±4,0)，(0，±22)，长轴长为8，短轴长为42，焦距为4 2.只有④正确．【答案】 ④3．中心在原点，焦点在x 轴上，若长轴长为18，且两个焦点恰好将长轴三等分，则椭圆的方程为________．【解析】 由题意得⎩⎪⎨⎪⎧2c ＝2a 32a ＝18a 2＝b 2＋c2，解得⎩⎪⎨⎪⎧a 2＝81b 2＝72，因为焦点在x 轴上，所以所求椭圆的方程为x 281＋y 272＝1.【答案】 x 281＋y 272＝14．若椭圆的焦点在y 轴上，长轴长为4，离心率为e ＝32，则其标准方程为________． 【解析】 依题意，得a ＝2，e ＝c a ＝32，∴c ＝3，∴b 2＝a 2－c 2＝1. 【答案】 y 24＋x 2＝15．(2013·无锡高二检测)若椭圆x 29＋y 2m ＝1(0<m <9)的焦距为23，则m ＝________.【解析】 ∵0<m <9，∴9－m ＝(3)2，∴m ＝6. 【答案】 66．(2012·课标全国卷改编)设F 1、F 2是椭圆E ：x 2a 2＋y 2b 2＝1(a >b >0)的左、右焦点，P 为直线x ＝3a2上一点，△F 2PF 1是底角为30°的等腰三角形，则E 的离心率为________．【解析】 ∵△F 2PF 1是底角为30°的等腰三角形， ∴∠PF 2A ＝60°，PF 2＝F 1F 2＝2c ，∴AF 2＝c ， ∴2c ＝32a ，∴e ＝34.【答案】 347．(2013·哈师大附中高二检测)椭圆M ：x 2a 2＋y 2b 2＝1(a >b >0)的左、右焦点分别为F 1、F 2，P 为椭圆M 上任一点，且|PF 1→|·|PF 2→|的最大值的取值范围是[2c 2,3c 2]，其中c ＝a 2－b 2，则椭圆M 的离心率e 的取值范围是________．【解析】 ∵|PF 1→|＋|PF 2→|＝2a ，∴|PF 1→|·|PF 2→|≤(|PF 1→|＋|PF 2→|2)2＝a 2，∴2c 2≤a 2≤3c 2， ∴13≤e 2≤12， ∴33≤e ≤22. 【答案】 [33，22]图2－2－38．“嫦娥一号”探月卫星沿地月转移轨道飞向月球，在月球附近一点P 变轨进入以月球球心F 为一个焦点的椭圆轨道Ⅰ绕月飞行，之后卫星在P 点第二次变轨进入仍以F 为一个焦点的椭圆轨道Ⅱ绕月飞行，最终卫星在P 点第三次变轨进入以F 为圆心的圆形轨道Ⅲ绕月飞行．若用2c 1和2c 2分别表示椭圆轨道Ⅰ和Ⅱ的焦距，用2a 1和2a 2分别表示椭圆轨道Ⅰ和Ⅱ的长轴的长，给出下列式子：①a 1＋c 1＝a 2＋c 2；②a 1－c 1＝a 2－c 2；③c 1a 2＞a 1c 2； ④c 1a 1＜c 2a 2. 其中正确式子的序号是________．【解析】 由题图知a 1＋c 1>a 2＋c 2，故①错误．又a 1－c 1＝PF ，a 2－c 2＝PF ，故a 1－c 1＝a 2－c 2，即②正确． 由题图知椭圆Ⅰ比椭圆Ⅱ扁，则e 1>e 2，即c 1a 1>c 2a 2.又a 1，a 2均大于0，故c 1a 2>a 1c 2，故③正确． 显然④错误，故②③正确． 【答案】 ②③ 二、解答题9．已知椭圆的对称轴为坐标轴，O 为坐标原点，F 是一个焦点，A 是一个顶点，若椭圆的长轴长是6，且cos ∠OF A ＝23，求椭圆的方程．【解】 椭圆的长轴长为6，cos ∠OF A ＝23，∴点A 不是长轴的顶点，是短轴的顶点， ∴OF ＝c ，OA ＝b . AF ＝OA 2＋OF 2＝b 2＋c 2＝a ＝3，c 3＝23，∴c ＝2，b 2＝32－22＝5.故椭圆方程为x 29＋y 25＝1或x 25＋y 29＝1.10．已知椭圆C 的中心O 在原点，长轴在x 轴上，焦距为6，短轴长为8. (1)求椭圆C 的方程；(2)过点(－5,0)作倾斜角为π4的直线交椭圆C 于A 、B 两点，求△ABO 的面积．【解】 (1)设椭圆方程为：x 2a 2＋y 2b 2＝1(a >b >0)，由题意得c ＝3，b ＝4，a ＝5，所以椭圆C 方程为x 225＋y 216＝1.(2)不妨设A (－5,0)，直线AB 方程为：y ＝x ＋5，由⎩⎪⎨⎪⎧y ＝x ＋5x 225＋y 216＝1得⎩⎨⎧x ＝－4541y ＝16041.所以S △OAB ＝12OA ·|y B |＝12×5×16041＝40041.11．(2013·天津高考)设椭圆x 2a 2＋y 2b 2＝1(a >b >0)的左焦点为F ，离心率为33，过点F 且与x 轴垂直的直线被椭圆截得的线段长为433.(1)求椭圆的方程；(2)设A ，B 分别为椭圆的左、右顶点，过点F 且斜率为k 的直线与椭圆交于C ，D 两点，若AC →·DB →＋AD →·CB →＝8，求k 的值．【解】 (1)设F (－c,0)，由c a ＝33，知a ＝3c .过点F 且与x 轴垂直的直线为x ＝－c ，代入椭圆方程有(－c )2a 2＋y 2b 2＝1，解得y ＝±6b3，于是26b 3＝433，解得b ＝ 2.又a 2－c 2＝b 2，从而a ＝3，c ＝1， 所以椭圆的方程为x 23＋y 22＝1.(2)设点C (x 1，y 1)，D (x 2，y 2)，由F (－1,0)得直线CD 的方程为y ＝k (x ＋1)，由方程组⎩⎪⎨⎪⎧y ＝k (x ＋1)，x 23＋y 22＝1消去y ，整理得(2＋3k 2)x 2＋6k 2x ＋3k 2－6＝0. 由根与系数的关系可得x 1＋x 2＝－6k 22＋3k 2，x 1x 2＝3k 2－62＋3k 2.因为A (－3，0)，B (3，0)，所以AC →·DB →＋AD →·CB →＝(x 1＋3，y 1)·(3－x 2，－y 2)＋(x 2＋3，y 2)·(3－x 1，－y 1) ＝6－2x 1x 2－2y 1y 2＝6－2x 1x 2－2k 2(x 1＋1)(x 2＋1) ＝6－(2＋2k 2)x 1x 2－2k 2(x 1＋x 2)－2k 2 ＝6＋2k 2＋122＋3k 2.由已知得6＋2k 2＋122＋3k 2＝8，解得k ＝±2.(教师用书独具)已知椭圆4x 2＋5y 2＝20的一个焦点为F ，过点F 且倾斜角为45°的直线l 交椭圆于A 、B 两点，求弦长AB .【思路探究】 求出焦点F 的坐标→求出直线l 的斜率→设直线l 的方程→联立方程→利用根与系数的关系设而不解→由弦长公式求解【自主解答】 椭圆方程为x 25＋y 24＝1，a ＝5，b ＝2，c ＝1，∴直线l 的方程为y ＝x ＋1(不失一般性，设l 过左焦点)，由⎩⎪⎨⎪⎧y ＝x ＋1，4x 2＋5y 2＝20，消去y ，得9x 2＋10x －15＝0.设A (x 1，y 1)，B (x 2，y 2)， 则x 1＋x 2＝－109，x 1·x 2＝－53，AB ＝2|x 1－x 2|＝2·(x 1＋x 2)2－4x 1x 2 ＝2·(－109)2－4·(－53)＝2·8109＝1659.1．解决直线与椭圆的位置关系问题经常利用设而不解的方法，解题步骤为： (1)设直线与椭圆的交点为A (x 1，y 1)，B (x 2，y 2)； (2)联立直线与椭圆的方程；(3)消元得到关于x 或y 的一元二次方程； (4)利用根与系数的关系设而不求；(5)把题干中的条件转化为x 1＋x 2，x 1·x 2或y 1＋y 2，y 1·y 2，进而求解． 2．利用弦长公式求弦长时，没必要验证方程的Δ>0.设椭圆C ：x 2a 2＋y 2b 2＝1(a >b >0)的右焦点为F ，过点F 的直线l 与椭圆C 相交于A ，B 两点，直线l 的倾斜角为60°，AF →＝2FB →.(1)求椭圆C 的离心率；(2)如果AB ＝154，求椭圆C 的方程．【解】 设A (x 1，y 1)，B (x 2，y 2)(y 1<0，y 2>0)， (1)直线l 的方程为y ＝3(x －c )，其中c ＝a 2－b 2.联立⎩⎪⎨⎪⎧y ＝3(x －c )x 2a 2＋y 2b 2＝1消去x 得(3a 2＋b 2)y 2＋23b 2cy －3b 4＝0. 解得y 1＝－3b 2(c ＋2a )3a 2＋b 2， y 2＝－3b 2(c －2a )3a 2＋b 2，因为AF →＝2FB →， 所以－y 1＝2y 2，即3b 2(c ＋2a )3a 2＋b 2＝2·－3b 2(c －2a )3a 2＋b 2，得离心率e ＝c a ＝23. (2)因为AB ＝1＋13|y 2－y 1|， 所以23·43ab 23a 2＋b 2＝154. 由c a ＝23得b ＝53a .所以54a ＝154，得a ＝3，b ＝ 5. 所以椭圆C 的方程为x 29＋y 25＝1.。
高中数学新苏教版精品教案《苏教版高中数学选修2-1 2.2.2 椭圆的几何性质》33
使学生学会分类讨论的数学思想，尤其对于椭圆中焦点位置的讨论。
师：引导学生学会分类讨论去处理数学问题。
生：阅读思考例4。
8．例5:F1为椭圆的左焦点,A、B分别为椭圆的右顶点和上顶点，P为椭圆上的点，当PF1⊥F1A，PO∥AB〔O为椭圆的中心〕时，求椭圆的离心率。
使学生在掌握了椭圆的简单几何性质之后，学会却解决更复杂一些的问题，提升学生的思维高度。
生：阅读例5。
师：分析例5，并展示解答过程；启发学生如何由题目信息去挖掘对我们有用的条件，从而作为解题的切入点，注意给学生留有总结思考的时间。
生：交流自己总结的步骤。
师：展示解题步骤。
9．练习：〔2021全国Ⅲ设椭圆的两个焦点为F1、F2,过F2作椭圆长轴的垂线交椭圆于点P,ΔF1PF2为等腰三角形,那么椭圆的离心率为〔〕
哪些有用的几何性质，大家还能回忆起来吗？
使学生回忆椭圆的有关几何性质。
师：课件呈现出椭圆的图像以及标准方程，引导学生回忆椭圆的几何性质。
生：回忆椭圆的几何性质：范围，对称性，定点，离心率等。
3．常见题型一：椭圆的几何性质的简单运用。
例1：椭圆方程为162252=400，求椭圆的长轴，短轴，焦距，离心率，焦点坐标，顶点坐标等。
6．例3：椭圆的对称轴为坐标轴，中心在原点，求适合以下条件的椭圆的标准方程:
〔1〕经过点P〔-3，0〕，Q〔0，-2〕，
〔2〕长轴长为2021心率为3/5。
椭圆的几何性质的简单应用。
师：引导学生根据条件如何去求椭圆的标准方程。
生：在老师的指引下，试图用刚刚所学的方法完成练习。
7．常见题型二：有关椭圆的离心率
画图分析，数形结合。
师：提示方法，引导学生思考。
高中数学新苏教版精品教案《苏教版高中数学选修2-1 2.2.2 椭圆的几何性质》2
椭圆的几何性质设计一．教学目标设置：一知识与技能：1能运用方程来研究椭圆的简单几何性质；2掌握椭圆的简单几何性质；3了解离心率对椭圆扁平程度的影响，以及根本量的相互关系；二过程与方法：感受运用方程研究曲线几何性质的思想方法；三情感态度与价值观：在运用方程探究椭圆的几何性质过程中，让学生知道解析几何是怎样用代数方法研究曲线性质的。
二．学生学情分析：学生已熟悉和掌握椭圆定义及其标准方程，学生有动手体验和探究的兴趣，有一定的观察分析和逻辑推理的能力；学生接触过由函数解析式研究函数图像的性质，由方程求过直线和圆的一些特殊点；离心率概念比拟抽象，直接引入比拟突兀，给学生明确的问题，结适宜当的点拨与演示，是非常必要的。
三．重难点：重点：1用方程研究椭圆上点的横纵坐标范围，对称性；2椭圆的简单几何性质。
难点：1用方程研究椭圆的范围和对称性；2离心率的引入四．教学策略分析：1问题串引导学生探究式法，活动和探究相结合，问题作引导，引发积极思考；2在研究范围和离心率时，学生自主探究与合作讨论相结合突破重难点；3几何画板动态演示离心率对椭圆形状的影响，加深学生对离心率的认识。
五．教学过程：一课前准备活动创设：运用所学的知识，在平面直角坐标系中画出方程所对应的曲线C1？〔方案一：利用椭圆的定义画图；方案二：根据所学先判断其为椭圆，求与轴轴的交点再连结；方案三：根据所学判断椭圆具有对称性，只需比拟精确地画出第一象限的局部；方案四：学生可能会联系函数描点法画图〔对学生方程与函数理解要求较高〕〕【设计意图】：让学生在画曲线的时候，通过动手能发现椭圆上点的坐标取值有范围限制，即椭圆的范围；发现椭圆具有对称性，从而为引出对称性作铺垫；发现特殊点〔与对称轴的交点〕，即椭圆的顶点。
二探究新知：师：研究曲线的性质，可以从整体上把握它的形状，大小和位置。
探究一：问题1：该椭圆上点横坐标的范围是什么？纵坐标呢？〔预案：学生会利用图形观察得知，老师要给予肯定:图形观察很直观〕〔师：在解析几何中，如果说由曲线的条件去求曲线的方程是解析几何的手段的话，那么有曲线的方程去研究曲线的性质那么是解析几何的目的。
苏教版高中数学选修椭圆教案(1)
2.2椭圆的标准方程教学目标：（1）知识与技能：理解椭圆标准方程的推导；掌握椭圆的标准方程；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．（2）过程与方法：让学生经历随圆标准方程的推导过程，进一瞠掌握求曲线方程的一般方法，体会数形合等数学思想；培养学生运用类比、联想等方法提出问题．（3）情感态度与价值观：通过具体的情境感知研究随圆标准方程的必要性和实际意义；体会数学的对称美、简洁美，培养学生的审美情趣，形成学习数学知识的积极态度．教学重点：椭圆的标准方程 教学难点：椭圆标准方程的推导 教学方法：引导启发、自主探究 教学手段：多媒体 教学过程：一、问题情境：师：生活是一个五彩缤纷的万花筒，而在这个万花筒中存在着很多美丽的图形和轮廓，比如餐桌的桌面、汽车贮油罐的横截面的外轮廓线，同学们怎样称呼它们？生：椭圆师：很多，这就是我们今天要研究的一个很优美的图形．这样一个优美的图形椭手能描绘它吗？这里我有一个画椭圆的工具：将绳子的两端用图钉固定，使绳子长大于两定点之间的位置，用粉笔拉紧绳子并在黑板上慢慢移动，就可以勾勒出一个椭圆，哪位同学愿意试一试？生：（尝试画椭圆）师：在这个过程中，同学们可以发现椭圆上的点都有什么共同特点？ 生：到两定点的距离等于定长．师：好的．所以我们将在平面内到两定点1F ，2F 距离之和等于常数（大于12F F ）的点的轨迹叫做椭圆，两定点称为椭圆的焦点，两定点之间的距离叫做焦距，通常用2c 来表示．（板书：12122(2)PF PF a a >F F +=，焦点：1F ，2F ，焦距：122F F c =）师：对于椭圆这样一个优美的图形，其中也蕴涵了许多性质，那如何研究这些性质呢？生：（思考）师：在解析几何中，我们学过的图形有哪些？ 生：直线和圆．师：不错．那以圆为例，在解析几何中我们通过什么研究圆的性质呢？ 生：圆的方程．师：大家还记得圆的方程是怎样建立的吗？（个别提问） 生：（回答问题，教师加以引导）得出圆的标准方程的基本步骤：建坐标系、设点、列等式、代坐标、化简．师：那么大家觉得这样方程是否适用于椭圆呢？ 生：可以．师：那么请大家来研究一下椭圆的方程是什么？ 生：（研究探索椭圆的方程，教师适时加以引导） 二、建构数学（1）如何建立适当的坐标系？原则：尽可能使方程的形式简单、运算简单； （一般利用对称轴或已有的互相垂直的线段所在的直线作为坐标轴．） ①建立适当的直角坐标系：以直线12F F 为x 轴，线段12F F 的垂直平分线为y 轴，建立如图所示坐标系．②设点：设()P x y ，是椭圆上的任意一点，122F F c =Q ，1(0)F c ∴-，，1(0)F c ，； ③根据条件112PF PF a +=2a =（1） ④化简：（移项，两边平方）22222222()()a c x a y a a c -+=-， 师：能否美化结论的形象？0a c >>Q ，220a c ∴->，令222a c b -=，则：222222b x a x a b +=．师：由直线方程的截距式是否可以得到启发？∴椭圆方程为：22221x y a b+=．（a ，b 即为椭圆在x ，y 轴上的截距）师：怎样推导焦点在y 轴上的椭圆的标准方程？（用小黑板做演示）生：交换x ，y 就可以得到．师：（板书两种方程和图形）师：椭圆标准方程的特点是什么？生：x ，y 轴分别为椭圆的两个对称轴，焦点在坐标轴上，焦点的中心是原点． 师：焦点位于x ，y 轴上时的焦点坐标分别是什么？ 生：（回答，教师板书）师：a b c ，，之间存在一个什么关系？ 生：222a b c =+三、数学运用例1、将下列椭圆方程转化成标准方程 （1）22431x y += （2）22561x y +=思考：上述两个方程的焦点位于哪根坐标轴上？ 师：如何判断椭圆的焦点的位置？ 生：在分母较大的对应轴上．练习：若P 为椭圆22194x y +=上一个动点，则P 到两个焦点1F ，2F 之间的距离是____．若P 到其中一个焦点1F 的距离是4，则P 到另外一个焦点2F 的距离是________．其中a =________，b =________，焦点位于________轴上，焦点坐标为________． 例2、求椭圆的方程为22167112x y +=的焦点坐标．例3、若动点P 到两定点1(40)F -，，2(40)F ，的距离之和为8，则动点P 的轨迹为（ ）Ａ．椭圆Ｂ．线段12F FＣ．直线12F FＤ．不存在师：若绳长12F F =，则轨迹是什么？ 生：线段12F F师：若绳子12F F <，则轨迹是什么？ 生：不存在．例4、求适合下列条件的椭圆方程． （1）4a =，1b =，焦点在x 轴上； （2）4a =，1c =，焦点在y 轴上； （3）1b =，c =，焦点在坐标轴上．师：由第三题可知：求椭圆方程的第一种方法是直接法，先定位再定量．例5、若一椭圆两焦点的坐标分别是椭圆229436x y +=的两焦点，并且经过点(23)A -，，求该椭圆的标准方程．（由学生板书） 师：这是我们学到的又一种求曲线方程的方法：待定系数法．四、课堂小结：这节课我们学习了椭圆的标准方程，掌握了求焦点在x 轴上和在y 轴上的标准方程，求标准方程常用的方法：直接法、待定系数法．0)五、作业布置1．教材P28页习题2.2（1）第2，3，4题 2．推导焦点在y 轴上的椭圆的标准方程．。
高中数学新苏教版精品教案《苏教版高中数学选修2-1 2.2.2 椭圆的几何性质》0
2.2.2椭圆的几何性质----江苏省江阴长泾中学沈书龙【教学目标】〔1〕通过对椭圆标准方程的讨论，让学生掌握椭圆的几何性质，并能正确作出图形．〔2〕让学生感受运用方程研究曲线几何性质的思想方法．〔3〕学生能运用椭圆的方程和几何性质处理一些简单的实际问题．【教学重点】探究椭圆的几何性质；理解椭圆根本量的几何意义．【教学难点】理解椭圆离心率的几何意义．【教学过程】一、问题情境热爱生活的同学会发现生活中有很多椭圆形的物件，它们都给我们以美的感觉，但是图形有大小之分，也有扁圆之别，那么“想画出这些椭圆的图形吗？〞是随便画一下，还是有章可循？二、学生活动探究〔一〕问题1、比方：给你一个方程，你能否根据这个方程画出它对应的图形，而且大小适合，具有美感？提示：①怎么画？②大小怎么确定？③怎样表达图形的美感。
问题2、怎么样取点？取，对应，取，不好算，对应两个值，取，也如此，取，对应，取？说明方程中有范围，怎么从方程中得到？研究方程得到范围获得结论：椭圆应该限制在这样四条直线之间，也就是椭圆应该在这个矩形框内由四个点，加上范围，我们在要求不太精确的前提下，可以画出椭圆图形探究〔二〕问题1、由上述我们画的椭圆，请同学们观测一下，椭圆图形的美吗？美在哪里？得到：椭圆关于轴对称的，除了轴对称外，还有其他的对称吗？怎么从方程的角度加以说明呢？当在椭圆上时，它关于轴的对称点，也在椭圆上，即在椭圆方程中把改成，方程并不改变，即得到椭圆是关于轴对称的获得结论：椭圆是轴对称图形，也是中心对称图形。
轴和轴是它的对称轴，坐标原点是它的对称中心，对称中心也叫椭圆的中心---刚刚我们通过对椭圆的方程的研究得到椭圆的范围，对称性，这些称为椭圆的几何性质，对于一般的椭圆方程，又具有怎么样的几何性质呢？这个就是我们今天要研究的椭圆的几何性质----揭示课题我们把中的换成，首先它的范围怎么样？，，另外，对称性有没有变？还是关于，轴，原点对称获得结论：1、范围：椭圆位于这样四条直线所围成的矩形内2、对称性：椭圆是关于坐标轴、原点对称的探究〔三〕问题1、刚刚在画椭圆的图形中取到四个特殊的点，即令，得，，得，分别是，，，，这些是椭圆与两坐标轴的交点，而这两个坐标轴正好是对称轴，所以它们也是椭圆与对称轴的四个交点。
苏教版高中数学选修2-1 椭圆 教案
椭圆基础知识整合1．椭圆的概念在平面内到两定点F1，F2的距离的和等于常数(大于|F1F2|)的点的轨迹(或集合)叫做□0102焦点，两焦点间的距离叫做□03焦距．椭圆．这两定点叫做椭圆的□集合P＝{M||MF1|＋|MF2|＝2a}，|F1F2|＝2c，其中a>0，c>0，且a，c为常数：(1)若□04a>c，则集合P表示椭圆；(2)若□05a＝c，则集合P表示线段；(3)若□06a<c，则集合P为空集．2．椭圆的标准方程和几何性质续表椭圆的常用性质(1)设椭圆x 2a 2＋y 2b2＝1(a >b >0)上任意一点P (x ，y )，则当x ＝0时，|OP |有最小值b ，P 点在短轴端点处；当x ＝±a 时，|OP |有最大值a ，P 点在长轴端点处．(2)椭圆的一个焦点、中心和短轴的一个端点构成直角三角形，其中a 为斜边，a 2＝b 2＋c 2.(3)已知过焦点F 1的弦AB ，则△ABF 2的周长为4a . (4)过椭圆的焦点且垂直于长轴的弦之长为2b2a.(5)椭圆离心率e ＝1－b 2a2.1．已知椭圆x 210－m ＋y 2m －2＝1，长轴在y 轴上，若焦距为4，则m 等于( )A ．4B ．5C ．7D ．8答案 D解析 椭圆焦点在y 轴上，∴a 2＝m －2，b 2＝10－m .又c ＝2，∴m －2－(10－m )＝c 2＝4.∴m ＝8.2．(2018·广西模拟)若椭圆C ：x 2a 2＋y 2b2＝1(a >b >0)的短轴长等于焦距，则椭圆的离心率为( )A.12B.33C.22D.24答案 C解析 因为椭圆的短轴长等于焦距，所以b ＝c ，所以a 2＝b 2＋c 2＝2c 2，所以e ＝c a ＝22，故选C.3．已知中心在原点的椭圆C 的右焦点为F (1,0)，离心率等于13，则椭圆C 的方程是( )A.x 24＋y 23＝1B.x 24＋y 23＝1 C.x 24＋y 22＝1 D.x 29＋y 28＝1 答案 D解析 依题意，设椭圆方程为x 2a 2＋y2b2＝1(a >b >0)，所以⎩⎪⎨⎪⎧c ＝1，c a ＝13，c 2＝a 2－b 2，解得a 2＝9，b 2＝8.故椭圆C 的方程为x 29＋y 28＝1.4．(2019·西安模拟)已知点P (x 1，y 1)是椭圆x 225＋y 216＝1上的一点，F 1，F 2是其左、右焦点，当∠F 1PF 2最大时，△PF 1F 2的面积是( )A.1633B ．12C ．16(2＋3)D ．16(2－3)答案 B解析 ∵椭圆的方程为x 225＋y 216＝1，∴a ＝5，b ＝4，c ＝25－16＝3，∴F 1(－3,0)，F 2(3,0)．根据椭圆的性质可知当点P 与短轴端点重合时，∠F 1PF 2最大，此时△PF 1F 2的面积S ＝12×2×3×4＝12，故选B.5．椭圆3x 2＋ky 2＝3的一个焦点是(0，2)，则k ＝________. 答案 1解析 方程3x 2＋ky 2＝3可化为x 2＋y 23k＝1.a 2＝3k >1＝b 2，c 2＝a 2－b 2＝3k－1＝2，解得k＝1.6．设椭圆C ：x 2a 2＋y 2b2＝1(a >b >0)的左、右焦点分别为F 1，F 2，P 是C 上的点，PF 2⊥F 1F 2，∠PF 1F 2＝30°，则C 的离心率为________．答案33解析 设|PF 2|＝x ，∵PF 2⊥F 1F 2，∠PF 1F 2＝30°，∴|PF 1|＝2x ，|F 1F 2|＝3x .又|PF 1|＋|PF 2|＝2a ，|F 1F 2|＝2c .∴2a ＝3x,2c ＝3x ，∴C 的离心率为e ＝c a ＝33. 核心考向突破考向一 椭圆定义的应用例1 (1)(2018·湖北八校联考)设F 1，F 2为椭圆x 29＋y 25＝1的两个焦点，点P 在椭圆上，若线段PF 1的中点在y 轴上，则|PF 2||PF 1|的值为( )A.514B.513C.49D.59答案 B解析 由题意知a ＝3，b ＝5，c ＝2.设线段PF 1的中点为M ，则有OM ∥PF 2，∵OM ⊥F 1F 2，∴PF 2⊥F 1F 2，∴|PF 2|＝b 2a ＝53.又∵|PF 1|＋|PF 2|＝2a ＝6，∴|PF 1|＝2a －|PF 2|＝133，∴|PF 2||PF 1|＝53×313＝513.故选B. (2)设F 1，F 2分别是椭圆E ：x 2a 2＋y 2b 2＝1(a >b >0)的左、右焦点，过点F 1的直线交椭圆E 于A ，B 两点，|AF 1|＝3|F 1B |，且|AB |＝4，△ABF 2的周长为16.则|AF 2|＝________.答案 5解析 由|AF 1|＝3|F 1B |，|AB |＝4，得|AF 1|＝3.∵△ABF 2的周长为16，∴4a ＝16，∴a ＝4.则|AF 1|＋|AF 2|＝2a ＝8，∴|AF 2|＝8－|AF 1|＝8－3＝5.触类旁通椭圆定义的应用主要有两个方面：一是确认平面内与两定点有关的轨迹是否为椭圆；二是当P 在椭圆上时，与椭圆的两焦点F 1，F 2组成的三角形通常称为“焦点三角形”，利用定义可求其周长，利用定义和余弦定理可求|PF 1|·|PF 2|，通过整体代入可求其面积等.即时训练 1.(2019·甘肃联考)设A ，B 是椭圆C ：x 212＋y 22＝1的两个焦点，点P 是椭圆C 与圆M ：x 2＋y 2＝10的一个交点，则||PA |－|PB ||＝( )A ．2 2B ．4 3C ．4 2D ．6 2答案 C解析 由题意知，A ，B 恰好在圆M 上且AB 为圆M 的直径，∴|PA |＋|PB |＝2a ＝43，|PA |2＋|PB |2＝(2c )2＝40，∴(|PA |＋|PB |)2＝|PA |2＋|PB |2＋2|PA ||PB |，解得2|PA ||PB |＝8，∴(|PA |－|PB |)2＝|PA |2＋|PB |2－2|PA ||PB |＝32，则||PA |－|PB ||＝42，故选C.2．已知椭圆C ：x 29＋y 24＝1，点M 与椭圆C 的焦点不重合．若M 关于椭圆C 的焦点的对称点分别为A ，B ，线段MN 的中点在椭圆C 上，则|AN |＋|BN |＝________.答案 12解析 取MN 的中点为G ，点G 在椭圆C 上．设点M 关于椭圆C 的焦点F 1的对称点为A ，点M 关于椭圆C 的焦点F 2的对称点为B ，则有|GF 1|＝12|AN |，|GF 2|＝12|BN |，所以|AN |＋|BN |＝2(|GF 1|＋|GF 2|)＝4a ＝12.考向二 椭圆的标准方程例2 (1)(2019·杭州模拟)已知椭圆C ：x 2a 2＋y 2b2＝1(a >b >0)的左、右焦点为F 1，F 2，离心率为33，过F 2的直线l 交C 于A ，B 两点．若△AF 1B 的周长为43，则C 的方程为( ) A.x 23＋y 22＝1 B.x 23＋y 2＝1 C.x 212＋y 28＝1 D.x 212＋y 24＝1 答案 A解析 由题意及椭圆的定义知4a ＝43，则a ＝3，又c a＝c3＝33，∴c ＝1，∴b 2＝2，∴C 的方程为x 23＋y 22＝1.选A.(2)已知A ⎝ ⎛⎭⎪⎫－12，0，B 是圆：⎝ ⎛⎭⎪⎫x －122＋y 2＝4(F 为圆心)上一动点，线段AB 的垂直平分线交BF 于点P ，则动点P 的轨迹方程为________．答案 x 2＋43y 2＝1解析 如图，由题意知|PA |＝|PB |，|PF |＋|BP |＝2.所以|PA |＋|PF |＝2且|PA |＋|PF |>|AF |，即动点P 的轨迹是以A ，F 为焦点的椭圆，a ＝1，c ＝12，b 2＝34.所以动点P 的轨迹方程为x 2＋43y 2＝1.触类旁通求椭圆方程的常用方法(1)定义法，定义法的要点是根据题目所给的条件确定动点的轨迹满足椭圆的定义．待定系数法，待定系数法的要点是根据题目所给的条件确定椭圆中的两个系数a ，b .当不知焦点在哪一个坐标轴上时，一般可设所求椭圆的方程为mx 2＋ny 2＝m >0，n >0，m ≠n ，再用待定系数法求出m ，n 的值即可.即时训练 3.(2019·青岛模拟)已知F 1(－1,0)，F 2(1,0)是椭圆C 的两个焦点，过F 2且垂直于x 轴的直线交C 于A ，B 两点，且|AB |＝3，则C 的方程为( )A.x 22＋y 2＝1 B.x 23＋y 22＝1C.x 24＋y 23＝1 D.x 25＋y 24＝1 答案 C解析 如图，|AF 2|＝12|AB |＝32，|F 1F 2|＝2，由椭圆定义，得|AF 1|＝2a －32. ①在Rt △AF 1F 2中，|AF 1|2＝|AF 2|2＋|F 1F 2|2＝⎝ ⎛⎭⎪⎫322＋22. ②由①②得a ＝2，∴b 2＝a 2－c 2＝3. ∴椭圆C 的方程为x 24＋y 23＝1，应选C.4．设F 1，F 2为椭圆C ：x 2a 2＋y 2b 2＝1(a >b >0)的左、右焦点，经过F 1的直线交椭圆C 于A ，B 两点，若△F 2AB 是面积为43的等边三角形，则椭圆C 的方程为________．答案x 29＋y 26＝1 解析 l 经过F 1垂直于x 轴，得y A ＝b 2a ，在Rt △AF 1F 2中，∠AF 2F 1＝30°，得b 2a ＝33×2c ，12×2c ×2b 2a ＝43，a 2＝b 2＋c 2，解得a 2＝9，b 2＝6，c 2＝3.所求的椭圆方程为x 29＋y 26＝1.考向三 椭圆的几何性质例3 (1)(2018·全国卷Ⅰ)已知椭圆C ：x 2a 2＋y 24＝1的一个焦点为(2,0)，则C 的离心率为( )A.13B.12C.22D.223答案 C解析 根据题意，可知c ＝2，因为b 2＝4，所以a 2＝b 2＋c 2＝8，即a ＝22，所以椭圆C 的离心率为e ＝222＝22.故选C. (2)已知椭圆x 2a 2＋y 2b 2＝1(a >b >0)的半焦距为c ，且满足c 2－b 2＋ac <0，则该椭圆的离心率e 的取值范围是________．答案 ⎝ ⎛⎭⎪⎫0，12 解析 ∵c 2－b 2＋ac <0，∴c 2－(a 2－c 2)＋ac <0，即2c 2－a 2＋ac <0，∴2c 2a 2－1＋ca<0，即2e 2＋e －1<0，解得－1<e <12.又∵0<e <1，∴0<e <12.∴椭圆的离心率e 的取值范围是⎝ ⎛⎭⎪⎫0，12.触类旁通椭圆离心率的求解方法求椭圆的离心率，常见的有三种方法：一是通过已知条件列方程组，解出a ，c 的值；二是由已知条件得出关于a ，c 的二元齐次方程，然后转化为关于离心率e 的一元二次方程求解；三是通过取特殊值或特殊位置，求出离心率．即时训练 5.(2018·全国卷Ⅱ)已知F 1，F 2是椭圆C 的两个焦点，P 是C 上的一点，若PF 1⊥PF 2，且∠PF 2F 1＝60°，则C 的离心率为( )A ．1－32B ．2－ 3 C.3－12D.3－1答案 D解析 在△F 1PF 2中，∠F 1PF 2＝90°，∠PF 2F 1＝60°，设|PF 2|＝m ，则2c ＝|F 1F 2|＝2m ，|PF 1|＝3m ，又由椭圆定义可知2a ＝|PF 1|＋|PF 2|＝(3＋1)m ，则离心率e ＝c a ＝2c 2a＝2m 3＋m＝3－1.故选D.6．(2019·江苏模拟)已知椭圆x 2a 2＋y 2b2＝1(a >b >0)，A 为左顶点，B 为上顶点，F 为右焦点且AB ⊥BF ，则这个椭圆的离心率等于________．答案5－12解析 由题意得A (－a,0)，B (0，b )，F (c,0)，∵AB ⊥BF ，∴AB →·BF →＝0，∴(a ，b )·(c ，－b )＝ac －b 2＝ac －a 2＋c 2＝0，∴e －1＋e 2＝0，解得e ＝5－12. 考向四 直线与椭圆的位置关系角度1 弦的中点问题例4 (2018·全国卷Ⅲ)已知斜率为k 的直线l 与椭圆C ：x 24＋y 23＝1交于A ，B 两点．线段AB 的中点为M (1，m )(m >0)．(1)证明：k <－12；(2)设F 为C 的右焦点，P 为C 上一点，且F P →＋F A →＋F B →＝0.证明：|FA →|，|FP →|，|FB →|成等差数列，并求该数列的公差．解 (1)证明：设A (x 1，y 1)，B (x 2，y 2)，则x 214＋y 213＝1，x 224＋y 223＝1.两式相减，并由y 1－y 2x 1－x 2＝k 得x 1＋x 24＋y 1＋y 23·k ＝0. 由题设知x 1＋x 22＝1，y 1＋y 22＝m ，于是k ＝－34m.①由题设得m <⎝ ⎛⎭⎪⎫1－14×3＝32，且m >0，即0<m <32，故k <－12. (2)由题意得F (1,0)．设P (x 3，y 3)，则由(1)及题设得(x 3－1，y 3)＋(x 1－1，y 1)＋(x 2－1，y 2)＝(0,0)，x 3＝3－(x 1＋x 2)＝1，y 3＝－(y 1＋y 2)＝－2m <0.又点P 在C 上，所以m ＝34，从而P ⎝⎛⎭⎪⎫1，－32，|F P →|＝32. 于是|F A →|＝x 1－2＋y 21＝ x 1－2＋3⎝ ⎛⎭⎪⎫1－x 214＝2－x 12.同理|F B →|＝2－x 22. 所以|F A →|＋|F B →|＝4－12(x 1＋x 2)＝3.故2|F P →|＝|F A →|＋|F B →|，即|FA →|，|FP →|，|FB →|成等差数列．设该数列的公差为d ，则 2|d |＝||FB →|－|FA →||＝12|x 1－x 2|＝12x 1＋x 22－4x 1x 2.②将m ＝34代入①得k ＝－1.所以l 的方程为y ＝－x ＋74，代入C 的方程，并整理得7x 2－14x ＋14＝0.故x 1＋x 2＝2，x 1x 2＝128，代入②解得|d |＝32128.所以该数列的公差为32128或－32128.角度2 弦长的问题例5 (2019·陕西咸阳模拟)在平面直角坐标系xOy 中，已知椭圆C ：x 2a 2＋y 2b2＝1(a >b >0)过点P (2,1)，且离心率e ＝32. (1)求椭圆C 的方程；(2)直线l 的斜率为12，直线l 与椭圆C 交于A ，B 两点．求△PAB 面积的最大值．解 (1)∵e 2＝c 2a 2＝a 2－b 2a 2＝34，∴a 2＝4b 2.又椭圆C ：x 2a 2＋y 2b2＝1(a >b >0)过点P (2,1)，∴4a 2＋1b2＝1，∴a 2＝8，b 2＝2.故所求椭圆方程为x 28＋y 22＝1.(2)设l 的方程为y ＝12x ＋m ，点A (x 1，y 1)，B (x 2，y 2)，联立⎩⎪⎨⎪⎧y ＝12x ＋m ，x 28＋y22＝1，整理，得x 2＋2mx ＋2m 2－4＝0.∵Δ＝4m 2－8m 2＋16>0，解得|m |<2. ∴x 1＋x 2＝－2m ，x 1x 2＝2m 2－4. 则|AB |＝1＋14× x 1＋x 22－4x 1x 2＝－m2.点P 到直线l 的距离d ＝|m |1＋14＝2|m |5. ∴S △PAB ＝12d |AB |＝12×2|m|5×－m2＝m2－m2≤m 2＋4－m 22＝2.当且仅当m 2＝2，即m＝±2时取得最大值． 触类旁通解决直线与椭圆的位置关系的问题，其常规思路是先把直线方程与椭圆方程联立，消元、化简，然后应用根与系数的关系，解决相关问题.(3)直线与椭圆相交时常见问题的处理方法即时训练 7.(2019·广西联考)已知椭圆C ：x 2a 2＋y 2b2＝1(a >b >1)的焦距为2，过短轴的一个端点与两个焦点的圆的面积为4π3，过椭圆C 的右焦点作斜率为k (k ≠0)的直线l 与椭圆C相交于A ，B 两点，线段AB 的中点为P .(1)求椭圆C 的标准方程；(2)过点P 垂直于AB 的直线与x 轴交于点D ⎝ ⎛⎭⎪⎫17，0，求k 的值．解 (1)由题易得，过椭圆短轴的一个端点与两个焦点的圆的半径为 43. 设椭圆的右焦点的坐标为(c,0)， 依题意知⎩⎪⎨⎪⎧2c ＝2，a 2＝b 2＋c 2，⎝ ⎛⎭⎪⎫b －432＋c 2＝43.又因为b >1，解得a ＝2，b ＝3，c ＝1， 所以椭圆C 的标准方程为x 24＋y 23＝1.(2)由题意，过椭圆C 的右焦点的直线l 的方程为y ＝k (x －1)，将其代入x 24＋y 23＝1，得(3＋4k 2)x 2－8k 2x ＋4k 2－12＝0. 设A (x 1，y 1)，B (x 2，y 2)， 则x 1＋x 2＝8k 23＋4k 2，x 1x 2＝4k 2－123＋4k 2，所以y 1＋y 2＝k (x 1＋x 2)－2k ＝－6k3＋4k 2.因为P 为线段AB 的中点，所以点P 的坐标为⎝ ⎛⎭⎪⎫4k 23＋4k 2，－3k 3＋4k 2.又因为直线PD 的斜率为－1k，所以直线PD 的方程为 y －－3k 3＋4k 2＝－1k ⎝ ⎛⎭⎪⎫x －4k 23＋4k 2. 令y ＝0，得x ＝k 23＋4k2，所以点D 的坐标为⎝ ⎛⎭⎪⎫k 23＋4k 2，0， 则k 23＋4k 2＝17，解得k ＝±1. 8．(2019·云南昆明模拟)已知中心在原点O ，焦点在x 轴上的椭圆E 过点C (0,1)，离心率为22. (1)求椭圆E 的方程；(2)直线l 过椭圆E 的左焦点F ，且与椭圆E 交于A ，B 两点，若△OAB 的面积为23，求直线l 的方程．解 (1)设椭圆E 的方程为x 2a 2＋y 2b2＝1(a >b >0)，由已知得⎩⎪⎨⎪⎧b ＝1，c a ＝22，a 2＝b 2＋c 2，解得a 2＝2，b 2＝1，所以椭圆E 的方程为x 22＋y 2＝1.(2)由已知，直线l 过左焦点F (－1,0)． 当直线l 与x 轴垂直时，A ⎝ ⎛⎭⎪⎫－1，－22，B ⎝ ⎛⎭⎪⎫－1，22， 此时|AB |＝2，则S △OAB ＝12×2×1＝22，不满足条件．当直线l 与x 轴不垂直时，设直线l 的方程为y ＝k (x ＋1)，A (x 1，y 1)，B (x 2，y 2)． 由⎩⎪⎨⎪⎧y ＝k x ＋，x 22＋y 2＝1得(1＋2k 2)x 2＋4k 2x ＋2k 2－2＝0，所以x 1＋x 2＝－4k 21＋2k 2，x 1x 2＝2k 2－21＋2k 2.因为S △OAB ＝12|OF |·|y 1－y 2|＝12|y 1－y 2|，由已知S △OAB ＝23得|y 1－y 2|＝43.因为y 1＋y 2＝k (x 1＋1)＋k (x 2＋1)＝k (x 1＋x 2)＋2k ＝k · －4k 21＋2k 2＋2k ＝2k1＋2k2，y 1y 2＝k (x 1＋1)·k (x 2＋1)＝k 2(x 1x 2＋x 1＋x 2＋1)＝－k 21＋2k 2， 所以|y 1－y 2|＝y 1＋y 22－4y 1y 2＝4k2＋2k22＋4k 21＋2k 2＝43， 所以k 4＋k 2－2＝0，解得k ＝±1，所以直线l 的方程为x －y ＋1＝0或x ＋y ＋1＝0.1．已知点F 1，F 2是椭圆x 2＋2y 2＝2的左、右焦点，点P 是该椭圆上的一个动点，那么|PF 1→＋PF 2→|的最小值是( )A ．0B ．1C ．2D ．2 2答案 C解析 解法一：设P (x 0，y 0)，则PF 1→＝(－1－x 0，－y 0)，PF 2→＝(1－x 0，－y 0)，所以PF 1→＋PF 2→＝(－2x 0，－2y 0)，所以|PF 1→＋PF 2→|＝4x 20＋4y 20＝22－2y 20＋y 20＝2－y 20＋2.因为点P 在椭圆上，所以0≤y 20≤1，所以当y 20＝1时，|PF 1→＋PF 2→|取最小值2.解法二：由PF 1→＋PF 2→＝PO →＋OF 1→＋PO →＋OF 2→＝2PO →求解．故选C.2．已知F 是椭圆x 29＋y 25＝1的左焦点，P 是此椭圆上的动点，A (1,1)是一定点，求|PA |＋|PF |的最大值和最小值．解 由题意知a ＝3，b ＝5，c ＝2，F (－2,0)．设椭圆右焦点为F ′，则|PF |＋|PF ′|＝6，所以|PA |＋|PF |＝|PA |－|PF ′|＋6.当P ，A ，F ′三点共线时，|PA |－|PF ′|取到最大值|AF ′|＝2，或者最小值－|AF ′|＝－ 2.所以|PA |＋|PF |的最大值为6＋2，最小值为6－ 2.3．在椭圆x 218＋y 28＝1上求一点，使它到直线2x －3y ＋15＝0的距离最短．解 设所求点坐标为A (32cos θ，22sin θ)，θ∈R ， 由点到直线的距离公式得 d ＝|62cos θ－62sin θ＋15|22＋－2＝⎪⎪⎪⎪⎪⎪－12sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫θ－π4＋1513，当θ＝2k π＋3π4，k ∈Z 时，d 取到最小值31313，此时A 点坐标为(－3,2)．答题启示椭圆中距离的最值问题一般有3种解法：(1)利用椭圆的定义结合平面几何知识求解(适用于所求的表达式中隐含有长轴或者离心率e )；(2)根据椭圆标准方程的特点，把距离问题转化为二次函数求最值的问题(适用于定点在椭圆的对称轴上)；(3)用椭圆的参数方程设动点的坐标，转化为三角问题求解．对点训练1．设P ，Q 分别为圆x 2＋(y －6)2＝2和椭圆x 210＋y 2＝1上的点，则P ，Q 两点间的最大距离是( )A ．5 2 B.46＋ 2 C ．7＋ 2 D ．6 2答案 D解析 解法一：设椭圆上任意一点为Q (x ，y )，则圆心(0，6)到点Q 的距离d ＝x 2＋y －2＝－9y 2－12y ＋46＝－9⎝ ⎛⎭⎪⎫y ＋232＋50≤52， P ，Q 两点间的最大距离d ′＝d max ＋2＝6 2.解法二：易知圆心坐标为M (0,6)，|PQ |的最大值为|MQ |max ＋2，设Q (10cos θ，sin θ)， 则|MQ |＝10cos 2θ＋θ－2＝－9sin 2θ－12sin θ＋46 ＝－9⎝⎛⎭⎪⎫sin θ＋232＋50，当sin θ＝－23时，|MQ |max ＝52，所以|PQ |max ＝52＋2＝6 2.故选D.2．如图，焦点在x 轴上的椭圆x 24＋y 2b 2＝1的离心率e ＝12，F ，A 分别是椭圆的一个焦点和顶点，P 是椭圆上任意一点，则PF →·PA →的最大值为________．答案 4解析 设P 点坐标为(x 0，y 0)．由题意知a ＝2，因为e ＝c a ＝12，所以c ＝1，所以b 2＝a 2－c 2＝3.所以椭圆方程为x 24＋y 23＝1.所以－2≤x 0≤2，－3≤y 0≤ 3. 因为F (－1,0)，A (2,0)， PF →＝(－1－x 0，－y 0)，PA →＝(2－x 0，－y 0)，所以PF →·PA →＝x 20－x 0－2＋y 20＝14x 20－x 0＋1＝14(x 0－2)2. 即当x 0＝－2时，PF →·PA →取得最大值4.。
高中数学新苏教版精品教案《苏教版高中数学选修2-1 2.2.2 椭圆的几何性质》4
课题：椭圆的几何性质授课教师：何晓勤教材：苏教版高中数学选修2-1第二章第2节（2.2.2）【教学目标】1给定椭圆标准方程，能说出椭圆的范围，对称性，顶点坐标和离心率；在图形中，能清晰解释椭圆标准方程中a,b,c,e的几何意义及其相互关系2通过方程研究椭圆的几何性质，让学生感受到解析几何的目的——代数法研究几何问题；对椭圆的几何性质从数和形两个角度进行分析，让学生进一步体会数形结合思想的应用；通过设置思考探究问题和填表，让学生体会类比法的应用3合作讨论突破难点，培养学生合作意识；通过对椭圆对称性及离心率对椭圆形状影响的研究，让学生感受到数学美；培养学生用数学家的眼光看数学、学数学的数学思维【教学重点、难点】1重点：椭圆的几何性质；用方程研究椭圆上点的横、纵坐标范围及对称性2难点：用方程研究椭圆的范围和对称性及离心率的引入【教学方法与教学手段】1思考问题引导学生探究式法，活动和探究相结合，引发积极思考2利用现代教学手段，关注教学内容与现代教育手段的合理整合利用几何画板软件感受动态过程，利用实物投影仪投影学生的作图情况，提高课堂效率3在研究范围和离心率时，学生自主探究与合作讨论相结合突破重、难点【教学过程】一问题情境问题1：前面学习了椭圆的哪些知识？接下来要研究什么？【设计意图】从数学的内部提出问题，引导学生回顾椭圆的定义和方程，并引出今天的研究任务——椭圆的几何性质问题2：如何研究椭圆的几何性质呢？研究椭圆的哪些性质呢？【设计意图】学生可能会说“画图→观察→猜想→证明”，给予肯定突出本节课的研究方法为解析法，即通过方程来研究椭圆的性质明确研究的目标，从椭圆的范围和形状出发进行研究二构建数学1椭圆的范围思考1：椭圆)0(12222>>=+b a by a x 的范围是指什么？如何通过方程研究其范围？预案一：利用022≥a x 和022≥b y 的特点，即：设P ,是椭圆上任意一点，由22221x y a b 可得22x a=1﹣22y b≤1，即-a ≤≤≤≤b 预案二：与函数定义域和值域联系，222211ax b y a x b y --=-=和预案三：观察方程的形式，由22()()1x ya b联系到22sin cos 1θθ）学生活动：画出不等式组⎩⎨⎧≤≤-≤≤-by b ax a 表示的平面区域，通过形体验椭圆的范围由此可见，椭圆位于直线=±a 和=±b 所围成的矩形区域（含边界）内研究了范围给我们带来了好处，如：该椭圆在该矩形框内，方便于画图【设计意图】学生观察方程形式特点，利用方程去说明范围，能体会到方程研究性质的应用，同时通过作图加以体验2椭圆的对称性问：椭圆方程)0(12222>>=+b a by a x 还有什么特点呢？思考2：在椭圆方程)0(12222>>=+b a by a x 中，把换成-方程是否改变？这说明什么？指明图形对称的本质是点的对称，在学生回答过程中，强调“任意取一点”，并引导学生从方程角度判断曲线的对称性椭圆的对称中心叫做椭圆的中心【设计意图】用代数法判断对称性具有相当难度，老师适当引导，突出“任意取一点”，让学生感知如何通过方程来研究椭圆的对称性，并让学生体会到用方程判断曲线对称性的好处3椭圆的顶点思考3：从方程角度来看，你能否得到椭圆)0(12222>>=+b a by a x 的一些特殊点？它们的坐标是什么？指出x 轴和y 轴为该椭圆的对称轴，这四个交点为椭圆的顶点；指出长轴长，短轴长和长半轴长，短半轴长由于坐标轴为椭圆的)0(12222>>=+b a by a x 对称轴，我们把椭圆与其对称轴的交点成为椭圆的顶点【设计意图】让学生明确椭圆方程中,a b 的几何意义；让学生明白求两曲线的交点坐标即为求两曲线方程构成的方程组的解学生活动：利用描点法作出椭圆221259x y【设计意图】通过实际具体的椭圆，运用几何性质作图，进一步体会数形结合思想 4椭圆的离心率思考4：所有的圆都是相似的，那椭圆呢？（椭圆有的比较“圆”，有的比较“扁”）从方程角度看，用什么量来刻画椭圆)0(12222>>=+b a by a x 的“扁”的程度呢？学生探究同学说用a b 的大小衡量椭圆的圆扁程度，给予肯定）为什么采用ac来刻画椭圆的扁平程度？a 和c 是椭圆定义中的原始量，另外也为了后边研究圆锥曲线的统一定义的方便椭圆的离心率的定义：焦距与长轴长的比值，即e =22c a =ca∈0,1 思考5：离心率e 的大小如何影响椭圆 “扁”的程度呢？ 先独立思考，再小组合作探究学生猜测：离心率越小，椭圆越接近于圆；离心率越大，椭圆越扁 实验：用几何画板验证上述猜想的正确性思考6：已知长轴A 1A 2和短轴B 1B 2，怎样确定椭圆的焦点？ 【设计意图】让学生熟知椭圆的焦点到短轴的端点的距离为长半轴长 学生活动：填下表：图形标准方程 ）（012222>>=+b a b y a x)0(12222>>=+b a b x a y范围 对称性 顶点长轴短轴离心率【设计意图】通过填表，一方面让学生巩固刚学椭圆12222=+by a x 的性质；另一方面让学生类比已有的知识，研究椭圆12222=+bx a y 的性质三数学应用例题 求下列椭圆的长轴长,短轴长，离心率，焦点坐标和顶点坐标：122132y x ；222416x y【设计意图】巩固学生对研究椭圆几何性质的方法的掌握；学会研究椭圆的几何性质；学会先通过方程研究曲线的几何性质四回顾反思 本节课有何收获？ 1知识椭圆的几何性质：范围、对称性、顶点、离心率 对椭圆知识的学习过程：定义→方程→几何性质 2方法数形结合思想华罗庚：数缺形时少直观，形少数时难入微 五分层作业1必做部分：课本P37习题2 第1，2，3，4，5，8题2选做部分：收集有关笛卡尔与解析几何，费马与解析几何的资料，了解与本节课有关的数学史知识，撰写数学小论文【教学设计说明】用代数方法研究几何问题是解析几何的核心思想，本课的设计始终围绕这条主线出发，椭圆的所有几何性质都是通过椭圆的方程研究出来的，研究过程中充分体现了椭圆的几何性质在“数”和“形”上的本质联系，并通过学生作图加以体验，让学生进一步体会数形结合思想用方程研究椭圆的范围时，通过引导学生观察方程的形式特征，学生独立思考和小组合作相结合，此时学生发现了多种方法，特别函数法的出现，更加激起了学生用方程研究性质的兴趣同时，结合图形加以说明研究对称性时，用代数法说明具有相当的难度，所以设计思考问题“在椭圆方程)0(12222>>=+b a by a x 中，把换成-方程是否改变？这说明什么？”一方面引导学生从代数上研究椭圆的对称性，另一方面让学生明白“图形对称的本质是构成图形的点的对称性”，让学生理解关键是椭圆上“任意取一点”轴对称之后，启发学生用类似的方法自主推导出椭圆的其它对称性并揭示对称性在作图中的应用研究顶点时，设计问题“从方程上看，椭圆)0(12222>>=+b a by a x 上有没有一些比较特殊的点？它们的坐标是什么？”这样做使学生理解得更自然和深刻并引出长轴、短轴的概念，理解椭圆方程中的a ,b 的几何意义，并在图形中加以说明探究离心率时，提出“所有的圆都是相似的，椭圆呢？”，进而提出思考“用什么量可以刻画椭圆的‘扁’的程度？如何影响的？”同时，通过几何画板验证学生猜想的结论，培养学生严谨的学习态度通过学生活动和例题巩固学生对研究椭圆几何性质的方法的掌握，让学生学会先通过方程研究曲线的几何性质，再运用几何性质解决有关问题（如作图等），进一步体会数形结合思想在课堂小结时，注意让学生总结研究的方法，并强调这是解析几何问题的一般方法，在后面的学习中还会继续用作业设计方面做到分层，特别是布置搜集笛卡尔、费马与解析几何有关的数学史料，并撰写小论文，让学生体会数学文化的魅力。
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《椭 圆》导学椭圆是我们生活中常见的一种曲线，如汽车油罐的横截面、太阳系中九大行星及其卫星运动的轨道、部分彗星的轨道等等都是椭圆形。
研究椭圆的方程及其几何性质，可以帮助我们解决一些实际问题。
椭圆是解析几何的重要内容，是高考常考的知识点之一。
知识要点梳理1、椭圆的定义：平面内与两个定点F 1、F 2的距离的和等于常数（大于│F 1F 2│）的点的轨迹叫做椭圆。
这两个定点叫做椭圆的焦点，两焦点的距离叫做椭圆的焦距。
问题一：对于椭园的定义我们应理解哪些内容：（1）椭圆的定义是据椭圆常见、常用的作图方法而得到的，它反映了椭圆的本质属性，是建立标准方程和解决有关问题的根本依据，必须要深刻理解。
建议初学的读者，利用课本中椭圆的画法，边画边体会、理解椭圆的定义。
（2）在定义中要抓住关键字词：“两个定点”、“距离的和”、“常数”，弄清它们的确切含义。
特别注意这个常数应大于两定点的距离（│F 1F 2│=2c ），即2a ＞2c 。
当2a=2c 时，点的轨迹是两定点确定的线段F 1F 2；当2a ＜2c 时，点的轨迹不存在。
（3）要注意利用椭圆的定义解题。
与椭圆有关的一些问题，若根据题设条件，利用椭圆的定义来解，往往起到其它方法所不及的作用。
2、如何联系椭圆的标准方程理解几何性质？请读者利用类比的方法，将椭圆的两种标准方程、图形、及几何性质列一张表，然后，思考表中哪些是相同的？哪些是不同的？为什么？再认真阅读下面的说明。
对标准方程及几何性质的几点说明：（1）牢记参数关系：2220,,,,a b a b c a b c >>=+中最大。
（2）在两种标准方程表示的椭圆的几何性质中，凡是与坐标无关的性质（椭圆本身固有的性质）都是相同的。
如长轴、短轴的长，焦距，离心率，椭圆的形状、大小等都是相同的。
凡是与坐标有关的性质（由于坐标系选取的不同而得到的特殊性质）都是不同的。
如焦点的坐标，顶点的坐标，标准方程，准线方程，椭圆的位置等都是不同的。
记忆时，将焦点在x 轴上方程、坐标中的x 换成y ，y 换成x 即可。
（2）标准方程中的常数a 、b （a ＞b ＞0）决定了椭圆的形状和大小，是椭圆的定形条件，这是椭圆本身固有的性质，与坐标系的选取无关。
（6）椭圆的顶点是它与对称轴的交点，所以必有两个顶点与焦点在同一条直线上。
椭圆的中心、焦点、短轴的端点，过这三点构成一个直角三角形，且以c 、b 为直角边，a 为斜边，这是a 、b 、c 的一个几何意义。
（7）两焦点的位置决定了椭圆在坐标系中的位置，是椭圆的定位条件，与坐标系的选取有关。
当焦点在x 轴上时，椭圆是“平卧”的；当焦点在y 轴上时，椭圆是“直立”的。
（8）椭圆的焦点一定在长轴上。
观察两个标准方程，不难看出，当等号右边等于1时，若左边x 2项的分母大于y 2项的分母，则焦点在x 轴上；若左边y 2项的分母大于x 2项的分母，则焦点在y 轴上。
即：焦点在x 轴上⇔标准方程中x 2项的分母较大（是a 2）；焦点在y 轴上⇔标准方程中y 2项的分母较大（是a 2）。
简记为：“以分母大小定长（轴）短（轴）”。
（9）求椭圆的标准方程，常采用“先定位，后定量”的方法（待定系数法）。
先定位，就是首先确定椭圆和坐标系的相对位置，以椭圆的中心为原点，看焦点在哪个坐标轴上，再确定标准方程的形式；后定量，就是根据已知条件，通过解方程（组）等手段，确定a 、b 的值，代入所设的方程，即可求出椭圆的标准方程。
如若不能确定焦点的位置，则两种情况都要考虑，这一点一定要注意，不要遗漏，此时设所求的椭圆方程为一般形式:A x 2+B y 2=1(A ＞0,B ＞0,且A ≠B)比较简单。
（10）点P 0（x 0，y 0）和椭圆22221x y a b+=的位置关系有：点P 0（x 0，y 0）在椭圆上⇔ 2200221x y a b+=；点P 0（x 0，y 0）在椭圆内⇔2200221x y a b +<；点P 0（x 0，y 0）在椭圆外⇔ 2200221x y a b +>。
椭圆的标准方程教学目标根据课程标准的要求，本节教材的特点及所教学生的认知情况，把教学目标拟定如下：（1）知识目标：进一步理解椭圆的定义：掌握椭圆的标准方程，理解椭圆标准方程的推导；会根据条件写出椭圆的标准方程；能用标准方程判定是否是椭圆．（2）能力目标：通过寻求椭圆的标准方程珠推导，帮助学生领会观察、分析、归纳、数形结合等思想方法的运用；在相互交流学习中，使学生养成表述、抽象、总结的思维习惯，逐步培养学生在探索新知的过程中进行合作推理的能力，及应用代数知识进行同解变形和化简的能力．（3）情感目标：在平等的教学氛围中，让学生体验数学学习的成功与快乐，增加学生的求知欲和自信心，培养学生不怕困难、勇于探索的优良作风，增强学习审美体验，提高学习的数学思维的情趣，给学生以成功的体验，形成学习数学知识的积极态度．重点、难点重点：如何确定椭圆的标准方程：难点：椭圆标准方程的推导：教学方法启发、探索、小组讨论等教学手段运用多媒体（计算机等）辅助教学教学过程（一）创设情景情景一：复习上节课内容，重点是椭圆的定义．上节课我们已经学习了椭圆，请大家回忆一下椭圆的定义，想一想我们是怎么画椭圆的？[平面内到两个定点12F F ，的距离的和等于常数（大于12F F ）的点的轨迹叫做椭圆，两个定点12F F ，叫做椭圆的焦点，两焦点的距离叫做椭圆的焦距]情景二：展示图片一，思索：油罐的横截面而不是椭圆？情景三：展示图片二，思索：“鸟巢”顶部的椭圆型建筑如何设计？情景四：展示图片三，思索：“嫦娥奔月”中卫星如何精确定位？通过研究椭圆的方程，可以帮助我们回答这些问题．目的：利用课件生动形象的演示提高学习学习兴趣，激活学生思维，使学生的注意，记忆、思维凝聚在一起，加强学生对椭圆形象的认识，提高参与程度，让学生认识到学习椭圆的必要性，引出课题．（二）互动探究椭圆标准方程的推导问题1：联想必修2中圆方程的推导步骤是如何的？（建立坐标系，设点的坐标、列等式、代坐标、化简方程）问题2：怎样给椭圆建立直角坐标系？设椭圆的两个焦点分别为12F F ，，它们之间的距离为2c ，椭圆上任意一点到12F F ，的距离的和为2(22)a a c >．通过几何画板来画一个椭圆，让学生思考根据所画的椭圆，选取适当的坐标系．☆ 结合建立坐标系的一般原则——使点的坐标、几何量的表达式简单化，并且从“对称美”、“简洁美”的角度出发作一定的点拨；若学生选取适当的坐标系都一样，教师多画几个坐标系，让学生选，注意要有中心在原点，焦点在y 轴的坐标系；并提问：为什么选取这样的坐标系，依据是什么．（1）建立直角坐标系：以12F F ，所在直线为x 轴，线段12F F 的垂直平分线为y 轴，建立直角坐标系xOy ．（2）设点的坐标：设点()P x y ，是椭圆上任意一点，且椭圆的焦点坐标为1(0)F c -，，2(0)F c ，．（3）列等式：依据椭圆的定义有122PF PF a +=．（42a =．目的：教学生学会建立适当的坐标系，构造数与形的桥梁，学会用解析的方法来解决问题，渗透数形结合的数学思想．☆ 这是一个比较复杂的根式变形，化简的关键在于将根式去掉，而去根式则要两边平方，那么怎样平方去根式会较简单呢？（5）化简：通过平移、两次平方后得到：22222222()()a c x a y a a c -+=-，为使方程简单、对称、和谐，引入字母b ，令222b a c =-，可的椭圆的标准方程22221(0)x y a b a b +=>>． 先让学生尝试化简，然后教师指出含有根式的化简规则．☆ 总结含有根式的化简步骤：（1）方程中有一个根式时，需将根式单独留在方程的一边，把其他项移到方程的另一边，然后两边平方；（2）方程中有两个根式时，需将它们分别放在方程的两边，并使其中一边只有一项，再两边平方． （三）合作交流 焦点在y 轴的椭圆方程该如何推导？通过几何画板的建系，再次让学生体会：“建立坐标系、设点的坐标、列等式、代坐标、化简方程”这个推导曲线方程的过程，并能在对比中猜想出标准方程，即焦点1(0)F c -，，2(0)F c ，，焦距为2c ，椭圆的方程为22221(0)x y a b a b+=>> （四）数学建构请同学们观察归纳两个方程的特征，从而区别焦点在不同坐标轴上的椭圆标准方程： 令222b ac =-渗透数学对称美，简洁美教学．强调：①是0a b >>；②是222a b c =+；③是定方程“型”与曲线“形”．目的：通过对比总结，强化不同类型的方程的异同，从而深化学生对椭圆标准方程的理解；通过讨论，学生自主学习，构建新的知识体系，不但能学习到真正属于自己的、可灵活运用的知识，而且在此过程中掌握求知的方法；通过讨论，利用类比的方法来深化学生对椭圆标准方程的理解．（五）学生活动第一次数学练习：（1）22194x y +=，则a = ，b = ，c = ，焦点在 轴上，焦点坐标为 ；（2）229436x y +=，则a = ，b = ，c = ，焦点在 轴上，焦点坐标为 ；目的：通过本题的练习，使学生能加深椭圆的焦点位置与标准方程之间关系的理解，同时会求出焦点坐标、焦距等基本量（求前要将方程先化成标准式），教学时采用在教师引导下学生自主完成的方法．（六）数学应用例1：已知一个运油车上的贮油罐横截面的外轮廓线是一个椭圆，它的焦距为2.4m ，外轮廓线上的点到两个焦点距离的和为3m ，求这个椭圆的标准方程．解：以两焦点12F F ，所在直线为x 轴，线段12F F 的垂直平分线为y 轴，建立如图所示的直角坐标系xOy ，则这个椭圆的标准方程可设为 22221(0)x y a b a b+=>>． 根据题意知23a =，2 2.4c =，即 1.5a =， 1.2c =，所以222221.5 1.20.81b a c =-=-=，因此，这个椭圆的标准方程为2212.250.81x y +=． 目的：（1）进一步熟悉椭圆的焦点位置与标准方程之间的关系；（2）掌握运用待定系数求椭圆的标准方程，解题时强调“二定”即定位定量；（3）培养学生运用知识解决问题的能力．（七）学生活动第二次练习：求适合下列条件的椭圆的标准方程：①4a =，b =x 轴上；②4a =，1c =，焦点在坐标轴上；③焦距为2，且过点(0．目的：熟悉巩固知识，运用知识．（八）回顾反思（（1）启发引导学生进行归纳整理；（2）利用幻灯片展示归纳结果；（3）对学生主动学习的态度及方式给予肯定；（4）强调学生学习数学过程中，需踏实、认真的学习态度．）（1）椭圆的标准方程要注意焦点的位置与方程形成的关系；（2）用坐标法研究曲线：用运动变化的观点分析问题．目的：使学生理清这节课的重难点，深化对基本概念，基本理论的理解，帮助学生从感性认识升华到理性认识，同时培养学生宏观掌握知识的能力；让学生把课堂教学传授的知识尽快化为学生的素质，使学生更深刻地理解数学思想方法在解题中的地位和应用，并且逐渐培养学生的良好的个性品质目标．（九）布置作业课本课后习题1、2。