椭圆的定义和几何性质
椭圆的定义与性质

椭圆的定义与性质椭圆是数学中的一个重要几何概念,它在几何学、物理学、天文学等领域中都有广泛的应用。
本文将从椭圆的定义、性质以及应用等方面进行探讨。
一、椭圆的定义椭圆是平面上一组点的集合,这组点到两个给定点的距离之和等于常数的情况。
这两个给定点称为焦点,而常数称为离心率。
椭圆的定义可以用数学表达式表示为:对于平面上的点P(x, y),到焦点F1和F2的距离之和等于常数2a,即PF1 + PF2 =2a。
其中,a为椭圆的半长轴。
二、椭圆的性质1. 焦点与半长轴的关系:椭圆的两个焦点到椭圆中心的距离之和等于2a,即F1C + F2C = 2a。
这表明椭圆的中心C位于焦点连线的中垂线上。
2. 离心率与形状的关系:离心率e是椭圆的一个重要参数,它决定了椭圆的形状。
当离心率e=0时,椭圆退化为一个圆;当0<e<1时,椭圆的形状趋近于圆;当e=1时,椭圆退化为一个抛物线;当e>1时,椭圆的形状趋近于双曲线。
3. 半短轴与半长轴的关系:椭圆的半长轴为a,半短轴为b,它们之间的关系可以用离心率e来表示,即e = √(1 - b²/a²)。
通过这个公式,我们可以计算出椭圆的半短轴。
4. 焦点与直径的关系:椭圆的焦点到椭圆上任意一点的距离之和等于椭圆的直径。
这个性质在椭圆的应用中非常重要,例如在天文学中,可以用椭圆的性质来描述行星的轨道。
三、椭圆的应用1. 天文学中的椭圆轨道:行星绕太阳运动的轨道可以近似看作椭圆,根据椭圆的性质,可以计算出行星的轨道参数,如离心率、半长轴等。
2. 椭圆的光学性质:椭圆镜是一种常见的光学元件,它可以将入射光线聚焦到一个点上,用于望远镜、显微镜等光学仪器中。
3. 椭圆的工程应用:在建筑、桥梁等工程设计中,椭圆形状的结构可以提供更好的力学性能和美观效果。
总结:椭圆作为一种重要的数学概念,在几何学和应用数学中都有广泛的应用。
通过对椭圆的定义与性质的探讨,我们可以更好地理解椭圆的形状特征以及其在各个领域中的应用。
椭圆的几何性质知识点归纳及典型

Evaluation Warning: The document was created with Spire.Doc for JA V A.(一)椭圆的定义:1、椭圆的定义:平面内与两个定点1F 、2F 的距离之和等于定长(大于12||F F )的点的轨迹叫做椭圆。
这两个定点 1F 、2F 叫做椭圆的焦点,两焦点的距离12||F F 叫做椭圆的焦距。
对椭圆定义的几点说明: (1)“在平面内”是前提,否则得不到平面图形(去掉这个条件,我们将得到一个椭球面);(2)“两个定点”的设定不同于圆的定义中的“一个定点”,学习时注意区分; (3)作为到这两个定点的距离的和的“常数”,必须满足大于| F 1F 2|这个条件。
若不然,当这个“常数”等于| F 1F 2|时,我们得到的是线段F 1F 2;当这个“常数”小于| F 1F 2|时,无轨迹。
这两种特殊情况,同学们必须注意。
(4)下面我们对椭圆进行进一步观察,发现它本身具备对称性,有两条对称轴和一个对称中心,我们把它的两条对称轴与椭圆的交点记为A 1, A 2, B 1, B 2,于是我们易得| A 1A 2|的值就是那个“常数”,且|B 2F 2|+|B 2F 1|、|B 1F 2|+|B 1F 1|也等于那个“常数”。
同学们想一想其中的道理。
(5)中心在原点、焦点分别在x 轴上,y 轴上的椭圆标准方程分别为:22222222x y y x 1(a b 0),1(a b 0),a b a b +=>>+=>> 相同点是:形状相同、大小相同;都有 a > b > 0 ,222a cb =+。
不同点是:两种椭圆相对于坐标系的位置不同,它们的焦点坐标也不同(第一个椭圆的焦点坐标为(-c ,0)和(c ,0),第二个椭圆的焦点坐标为(0,-c )和(0,c )。
椭圆的焦点在 x 轴上⇔标准方程中x 2项的分母较大;椭圆的焦点在 y 轴上⇔标准方程中y 2项的分母较大。
椭圆的几何性质(简单性质)

3
则 C 的离心率为 3
.
y
BF 2FD
B
(c, b) 2( x c, y)
x
3 2
c,
y
b 2
.
OF
x
D
(
3 2
c
a2
)2
(
b 2
)2
b2
1,
c2 a2
1 3
,
e
3 3
.
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【4】(09·江苏)如图,在平面直角坐标系
xOy中, A1, A2, B1, B2为椭圆
x2 a2
y2 b2
1 (a>b>0)的四
PF1 PF2 ,求离心率的取值范围.
y
P
解:当点 P 在椭圆短轴端点时, F1PF2 最大.
F1
o
F2
x
≥ 45 sin ≥
2 2
c a
sin
≥
2 2
又0e1
2 2
≤
e
1
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例 3.已知 P 是椭圆上一点, F1, F2 分别是椭圆的左右焦点,且 PF1 PF2 ,求离心率的取值范围.
(Ⅱ)设 PF1 m, PF2 n , 构造方程、不等式
解解解解:::易:易易易知知知知aaa=a解===2:22,易,2,,b知bb===ba1=1=1,,,12cc,=c,==cb==333,,,1,3,c= 3, 所所所所以以以以FFFF11(1(1-(-(-所-3以33,,3,F0,00)1),(),0-,)FF,F22(23(F(,3233,(,0,)03,00),).).F.02().3,0). 设设设设PPP((x((xx,x,,,yy)y设)y,),,),P(x,y),
椭圆的定义及几何性质

椭圆的定义及几何性质椭圆【教学目标】(1)掌握椭圆的定义(2)掌握椭圆的几何性质(3)掌握求椭圆的标准方程【教学重难点】(1)椭圆的离心率有关的问题(2)椭圆焦点三角形面积的求法【教学过程】一、知识点梳理知识点一:椭圆的定义平面内一个动点到两个定点、的距离之和等于常数(),这个动点的轨迹叫椭圆。
这两个定点叫椭圆的焦点,两焦点的距离叫作椭圆的焦距。
注意:若,则动点的轨迹为线段;若,则动点的轨迹无图形。
知识点二:椭圆的标准方程1.当焦点在轴上时,椭圆的标准方程:,其中;2.当焦点在轴上时,椭圆的标准方程:,其中;注意:.只有当椭圆的中心为坐标原点,对称轴为坐标轴建立直角坐1椭圆的定义及几何性质标系时,才能得到椭圆的标准方程;2.在椭圆的两种标准方程中,都有和;3.椭圆的焦点总在长轴xx.当焦点在轴xx时,椭圆的焦点坐标为,;当焦点在轴xx时,椭圆的焦点坐标为,。
知识点三:椭圆的简单几何性质椭圆的的简单几何性质(1)对称性对于椭圆标准方程,把x换成―x,或把y换成―y,或把x、y同时换成―x、―y,方程都不变,所以椭圆是以x轴、y轴为对称轴的轴对称图形,且是以原点为对称中心的中心对称图形,这个对称中心称为椭圆的中心。
讲练结合:(2)范围椭圆上所有的点都位于直线x=±a和y=±b所围成的矩形内,所以椭圆上点的坐标满足|x|≤a,|y|≤b。
(3)顶点①椭圆的对称轴与椭圆的交点称为椭圆的顶点。
②椭圆(a>b>0)与坐标轴的四个交点即为椭圆的四个顶点,坐标分别为A1(―a,0),A2(a,0),B1(0,―b),B2(0,b)。
③线段A1A2,B1B2分别叫做椭圆的长轴和短轴,|A1A2|=2a,分别叫做椭圆的长半轴长和短半轴长。
b和a。
|B1B2|=2b椭圆的定义及几何性质(4)离心率表示,记exx的比叫做椭圆的离心率,用①椭圆的焦距与长轴作。
,则1。
e越接近10 ②因为a>c>,所以e的取值范围是0<e<就0,cac就越接近,从而越小,因此椭圆越扁;反之,e越接近于a=b当且仅当这时椭圆就越接近于圆。
椭圆的定义与性质

椭圆的定义与性质1.椭圆的定义(1)第一定义:平面内与两个定点F 1,F 2的距离之和等于常数(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,两个焦点的距离叫做焦距.(2)第二定义:平面内与一个定点F 和一条定直线l 的距离的比是常数e (0<e <1)的动点的轨迹是椭圆,定点F 叫做椭圆的焦点,定直线l 叫做焦点F 相应的准线,根据椭圆的对称性,椭圆有两个焦点和两条准线.2.椭圆的标准方程和几何性质标准方程x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0) y 2a 2+x 2b 2=1(a >b >0) 图形性质范围 -a ≤x ≤a -b ≤y ≤b-b ≤x ≤b -a ≤y ≤a顶点 A 1(-a,0),A 2(a,0) A 1(0,-a ),A 2(0,a ) B 1(0,-b ),B 2(0,b ) B 1(-b,0), B 2(b,0) 焦点 F 1(-c,0) F 2(c,0) F 1(0,-c ) F 2(0,c ) 准线l 1:x =-a 2c l 2:x =a 2cl 1:y =-a 2c l 2:y =a 2c轴长轴A 1A 2的长为2a短轴B 1B 2的长为2b焦距 F 1F 2=2c 离心率e =ca,且e ∈(0,1)a ,b ,c的关系 c 2=a 2-b 2对称性 对称轴:坐标轴对称中心:原点1.(夯基释疑)判断下列结论的正误.(正确的打“√”,错误的打“×”)(1)动点P 到两定点A (-2,0),B (2,0)的距离之和为4,则点P 的轨迹是椭圆.( )(2)椭圆上一点P 与两焦点F 1,F 2构成△PF 1F 2的周长为2a +2c (其中a 为椭圆的长半轴长,c 为椭圆的半焦距).( )(3)椭圆的离心率e 越大,椭圆就越圆.( )(4)已知点F 为平面内的一个定点,直线l 为平面内的一条定直线.设d 为平面内一动点P 到定直线l 的距离,若d =54|PF |,则点P 的轨迹为椭圆.( )[解析] (1)错误,|PA |+|PB |=|AB |=4,点P 的轨迹为线段AB ;(2)正确,根据椭圆的第一定义知PF 1+PF 2=2a ,F 1F 2=2c ,故△PF 1F 2的周长为2a +2c ;(3)错误,椭圆的离心率越大,椭圆越扁.(4)正确,根据椭圆的第二定义.[答案] (1)× (2)√ (3)× (4)√2.(教材习题改编)焦点在x 轴上的椭圆x 25+y 2m =1的离心率为105,则m =________.[解析] 由题设知a 2=5,b 2=m ,c 2=5-m ,e 2=c 2a 2=5-m 5=(105)2=25,∴5-m =2,∴m =3.[答案] 33.椭圆的焦点坐标为(0,-6),(0,6),椭圆上一点P 到两焦点的距离之和为20,则椭圆的标准方程为_____.[解析] 椭圆的焦点在y 轴上,且c =6,2a =20,∴a =10,b 2=a 2-c 2=64,故椭圆方程为x 264+y 2100=1.[答案]x 264+y 2100=1 4.(2014·无锡质检)椭圆x 24+y 23=1的左焦点为F ,直线x =m 与椭圆相交于点A ,B ,当△FAB 的周长最大时,△FAB 的面积是________.[解析] 直线x =m 过右焦点(1,0)时,△FAB 的周长最大,由椭圆定义知,其周长为4a =8,此时,|AB |=2×b 2a =2×32=3,∴S △FAB =12×2×3=3.[答案] 35.(2014·江西高考)过点M (1,1)作斜率为-12的直线与椭圆C :x 2a 2+y2b 2=1(a >b >0)相交于A ,B 两点,若M 是线段AB 的中点,则椭圆C 的离心率等于________.[解析] 设A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),则⎩⎪⎨⎪⎧x 21a 2+y 21b2=1,x 22a 2+y22b 2=1,∴x 1-x 2x 1+x 2a2+y 1-y 2y 1+y 2b2=0,∴y 1-y 2x 1-x 2=-b 2a 2·x 1+x 2y 1+y 2.∵y 1-y 2x 1-x 2=-12,x 1+x 2=2,y 1+y 2=2,∴-b 2a 2=-12, ∴a 2=2b 2.又∵b 2=a 2-c 2,∴a 2=2(a 2-c 2),∴a 2=2c 2,∴ca =22.[答案] 22考向1 椭圆的定义与标准方程【典例1】 (1)(2014·全国大纲卷改编)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________. (2)(2014·苏州质检)椭圆的中心在原点,焦距为4,一条准线为x =-4,则该椭圆的方程为________. [解析] (1)由条件知△AF 1B 的周长=4a =43,∴a = 3.∵e =c a =33,c 2+b 2=a 2,∴c =1,b = 2.∴椭圆C 的方程为x 23+y 22=1.(2)∵椭圆的一条准线为x =-4,∴焦点在x 轴上且a 2c=4,又2c =4,∴c =2,∴a 2=8,b 2=4,∴该椭圆方程为x 28+y 24=1.[答案] (1)x 23+y 22=1 (2)x 28+y 24=1,【规律方法】(1)一般地,解决与到焦点的距离有关问题时,首先应考虑用定义来解决. (2)求椭圆的标准方程有两种方法①定义法:根据椭圆的定义,确定a 2,b 2的值,结合焦点位置可写出椭圆方程.②待定系数法:若焦点位置明确,则可设出椭圆的标准方程,结合已知条件求出a ,b ;若焦点位置不明确,则需要分焦点在x 轴上和y 轴上两种情况讨论,也可设椭圆的方程为Ax 2+By 2=1(A >0,B >0,A ≠B ).【变式训练1】 (1)(2013·广东高考改编)已知中心在原点的椭圆C 的右焦点为F (1,0),离心率等于12,则C 的方程是________.(2)(2014·苏州质检)已知椭圆的方程是x 2a 2+y 225=1(a >5),它的两个焦点分别为F 1,F 2,且|F 1F 2|=8,弦AB (椭圆上任意两点的线段)过点F 1,则△ABF 2的周长为________.[解析] (1)右焦点F (1,0),则椭圆的焦点在x 轴上;c =1.又离心率为c a =12,故a =2,b 2=a 2-c 2=4-1=3,故椭圆的方程为x 24+y 23=1.(2)∵a >5,∴椭圆的焦点在x 轴上,∵|F 1F 2|=8,∴c =4,∴a 2=25+c 2=41,则a =41. 由椭圆定义,|AF 1|+|AF 2|=|BF 2|+|BF 1|=2a ,∴△ABF 2的周长为4a =441.[答案] (1)x 24+y 23=1 (2)441考向2 椭圆的几何性质【典例2】 (1)(2013·江苏高考)在平面直角坐标系xOy 中,椭圆C 的标准方程为x 2a 2+y 2b2=1(a >b >0),右焦点为F ,右准线为l ,短轴的一个端点为B .设原点到直线BF 的距离为d 1,F 到l 的距离为d 2,若d 2=6d 1,则椭圆C 的离心率为________.(2)(2014·扬州质检)已知F 1、F 2是椭圆C 的左、右焦点,点P 在椭圆上,且满足|PF 1|=2|PF 2|,∠PF 1F 2=30°,则椭圆的离心率为________.[解析] (1)依题意,d 2=a 2c -c =b 2c .又BF =c 2+b 2=a ,所以d 1=bc a .由已知可得b 2c =6·bc a ,所以6c 2=ab ,即6c 4=a 2(a 2-c 2),整理可得a 2=3c 2,所以离心率e =c a =33.(2)在三角形PF 1F 2中,由正弦定理得sin ∠PF 2F 1=1,即∠PF 2F 1=π2,设|PF 2|=1,则|PF 1|=2,|F 2F 1|=3,∴离心率e =2c 2a =33. [答案] (1)33 (2)33,【规律方法】1.椭圆上一点与两焦点构成的三角形,称为椭圆的焦点三角形,与焦点三角形有关的计算或证明常利用正弦定理、余弦定理、|PF 1|+|PF 2|=2a ,得到a ,c 的关系.2.椭圆的离心率是椭圆最重要的几何性质,求椭圆的离心率(或离心率的取值范围),常见有两种方法: (1)求出a ,c ,代入公式e =ca;(2)只需要根据一个条件得到关于a ,b ,c 的齐次式,结合b 2=a 2-c 2转化为a ,c 的齐次式,然后等式(不等式)两边分别除以a 或a 2转化为关于e 的方程(不等式),解方程(不等式)即可得e (e 的取值范围).【变式训练2】 (1)(2013·课标全国卷Ⅱ改编)设椭圆C :x 2a 2+y 2b 2=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________.(2)(2014·徐州一中抽测)已知F 1、F 2是椭圆的两个焦点,P 为椭圆上一点,∠F 1PF 2=60°.则椭圆离心率的范围为________.[解析](1)如图,在Rt △PF 1F 2中,∠PF 1F 2=30°,∴|PF 1|=2|PF 2|,且|PF 2|=33|F 1F 2|, 又|PF 1|+|PF 2|=2a ,∴|PF 2|=23a ,于是|F 1F 2|=233a ,因此离心率e =c a =3a 3a =33.(2)法一:设椭圆方程为x 2a 2+y 2b2=1(a >b >0),|PF 1|=m ,|PF 2|=n ,则m +n =2a .在△PF 1F 2中,由余弦定理可知,4c 2=m 2+n 2-2mn cos 60°=(m +n )2-3mn=4a 2-3mn ≥4a 2-3·⎝ ⎛⎭⎪⎫m +n 22=4a 2-3a 2=a 2(当且仅当m =n 时取等号).∴c 2a 2≥14,即e ≥12.又0<e <1,∴e 的取值范围是⎣⎢⎡⎭⎪⎫12,1.法二:如图所示,设O 是椭圆的中心,A 是椭圆短轴上的一个顶点,由于∠F 1PF 2=60°,则只需满足60°≤∠F 1AF 2即可,又△F 1AF 2是等腰三角形,且|AF 1|=|AF 2|,所以0°<∠F 1F 2A ≤60°,所以12≤cos∠F 1F 2A <1,又e =cos ∠F 1F 2A ,所以e 的取值范围是⎣⎢⎡⎭⎪⎫12,1. [答案] (1)33 (2)⎣⎢⎡⎭⎪⎫12,1 课堂达标练习 一、填空题1.在平面直角坐标系xOy 中,椭圆C 的中心为原点,焦点F 1,F 2在x 轴上,离心率为22.过F 1的直线l 交C 于A ,B 两点,且△ABF 2的周长为16,那么椭圆C 的方程为________.[解析] 设椭圆方程为x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0),由e =22知c a =22,故b 2a 2=12.由于△ABF 2的周长为|AB |+|BF 2|+|AF 2|=(|AF 1|+|AF 2|)+(|BF 1|+|BF 2|)=4a =16,故a =4.∴b 2=8. ∴椭圆C 的方程为x 216+y 28=1.[答案] x 216+y 28=1 2.(2013·四川高考改编)从椭圆x 2a 2+y 2b2=1(a >b >0)上一点P 向x 轴作垂线,垂足恰为左焦点F 1,A 是椭圆与x 轴正半轴的交点,B 是椭圆与y 轴正半轴的交点,且AB ∥OP (O 是坐标原点),则该椭圆的离心率是________.[解析] 设P (-c ,y 0)代入椭圆方程求得y 0,从而求得k OP ,由k OP =k AB 及e =c a可得离心率e .由题意设P (-c ,y 0),将P (-c ,y 0)代入x 2a 2+y 2b 2=1,得c 2a 2+y 20b 2=1,则y 20=b 2⎝ ⎛⎭⎪⎫1-c 2a 2=b 2·a 2-c 2a 2=b 4a2.∴y 0=b 2a 或y 0=-b 2a (舍去),∴P ⎝⎛⎭⎪⎫-c ,b 2a ,∴k OP =-b 2ac .∵A (a,0),B (0,b ),∴k AB =b -00-a =-b a . 又∵AB ∥OP ,∴k AB =k OP ,∴-b a =-b 2ac,∴b =c .∴e =ca=c b 2+c2=c2c2=22. [答案] 223.(2014·辽宁高考)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] 椭圆x 29+y 24=1中,a =3. 如图,设MN 的中点为D ,则|DF 1|+|DF 2|=2a =6.∵D ,F 1,F 2分别为MN ,AM ,BM 的中点,∴|BN |=2|DF 2|,|AN |=2|DF 1|, ∴|AN |+|BN |=2(|DF 1|+|DF 2|)=12. [答案] 124.(2014·南京调研)如图,已知过椭圆x 2a 2+y 2b2=1(a >b >0)的左顶点A (-a,0)作直线l 交y 轴于点P ,交椭圆于点Q ,若△AOP 是等腰三角形,且PQ →=2QA →,则椭圆的离心率为________.[解析] ∵△AOP 为等腰三角形,∴OA =OP ,故A (-a,0),P (0,a ),又PQ →=2QA →, ∴Q ⎝ ⎛⎭⎪⎫-2a 3,a 3,由Q 在椭圆上得49+a 29b 2=1,解得b 2a 2=15. ∴e =1-b 2a2=1-15=255. [答案] 2555.(2014·南京质检)已知焦点在x 轴上的椭圆的离心率为12,且它的长轴长等于圆C :x 2+y 2-2x -15=0的半径,则椭圆的标准方程是________.[解析] 由x 2+y 2-2x -15=0,知r =4=2a ⇒a =2. 又e =c a =12,c =1,则b 2=a 2-c 2=3.因此椭圆的标准方程为x 24+y 23=1. [答案] x 24+y 23=16.(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 ,椭圆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,则椭圆C 的离心率为__________.[解析] 在△ABF 中,由余弦定理得 ,|AF |2=|AB |2+|BF |2-2|AB |·|BF |cos ∠ABF ,∴|AF |2=100+64-128=36,∴|AF |=6,从而|AB |2=|AF |2+|BF |2,则AF ⊥BF . ∴c =|OF |=12|AB |=5,利用椭圆的对称性,设F ′为右焦点,则|BF ′|=|AF |=6, ∴2a =|BF |+|BF ′|=14,a =7.因此椭圆的离心率e =c a =57. [答案] 577.已知F 1,F 2是椭圆C :x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0)的两个焦点,P 为椭圆C 上的一点,且PF 1→⊥PF 2→.若△PF 1F 2的面积为9,则b =________.[解析] 由定义,|PF 1|+|PF 2|=2a ,且PF 1→⊥PF 2→, ∴|PF 1|2+|PF 2|2=|F 1F 2|2=4c 2,∴(|PF 1|+|PF 2|)2-2|PF 1||PF 2|=4c 2,∴2|PF 1||PF 2|=4a 2-4c 2=4b 2,∴|PF 1||PF 2|=2b 2. ∴S △PF 1F 2=12|PF 1||PF 2|=12×2b 2=9,因此b =3. [答案] 38.(2013·大纲全国卷改编)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________.[解析] 依题意,设椭圆C :x 2a 2+y 2b2=1(a >b >0).过点F 2(1,0)且垂直于x 轴的直线被曲线C 截得弦长|AB |=3, ∴点A ⎝ ⎛⎭⎪⎫1,32必在椭圆上, ∴1a 2+94b2=1.① 又由c =1,得1+b 2=a 2.② 由①②联立,得b 2=3,a 2=4. 故所求椭圆C 的方程为x 24+y 23=1. [答案] x 24+y 23=1二、解答题9.(2014·镇江质检)已知椭圆C 1:x 24+y 2=1,椭圆C 2以C 1的长轴为短轴,且与C 1有相同的离心率.(1)求椭圆C 2的方程;(2)设O 为坐标原点,点A ,B 分别在椭圆C 1和C 2上,OB →=2OA →,求直线AB 的方程.[解] (1)设椭圆C 2的方程为y 2a 2+x 24=1(a >2), 其离心率为32, 故a 2-4a =32,解得a =4.故椭圆C 2的方程为y 216+x 24=1.(2)法一:A ,B 两点的坐标分别记为(x A ,y A ),(x B ,y B ),由OB →=2OA →及(1)知,O 、A 、B 三点共线且点A 、B 不在y 轴上,因此可设直线AB 的方程为y =kx . 将y =kx 代入x 24+y 2=1中,得(1+4k 2)x 2=4, 所以x 2A =41+4k 2.将y =kx 代入y 216+x 24=1中,得(4+k 2)x 2=16,所以x 2B =164+k 2.又由OB →=2OA →,得x 2B =4x 2A , 即164+k 2=161+4k 2,解得k =±1.故直线AB 的方程为y =x 或y =-x . 法二:A ,B 两点的坐标分别记为(x A ,y A ),(x B ,y B ),由OB →=2OA →及(1)知,O 、A 、B 三点共线且点A 、B 不在y 轴上,因此可设直线AB 的方程为y =kx .将y =kx 代入x 24+y 2=1中,得(1+4k 2)x 2=4,所以x 2A =41+4k 2. 由OB →=2OA →,得x 2B =161+4k 2,y 2B =16k 21+4k2.将x 2B ,y 2B 代入y 216+x 24=1中,得4+k 21+4k2=1,即4+k 2=1+4k 2,解得k =±1.故直线AB 的方程为y =x 或y =-x .10.(2014·安徽高考)设F 1,F 2分别是椭圆E :x 2a 2+y 2b2=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 |.(1)若|AB |=4,△ABF 2的周长为16,求|AF 2|; (2)若cos ∠AF 2B =35,求椭圆E 的离心率.[解] (1)由|AF 1|=3|F 1B |,|AB |=4,得|AF 1|=3,|F 1B |=1.因为△ABF 2的周长为16,所以由椭圆定义可得4a =16,|AF 1|+|AF 2|=2a =8. 故|AF 2|=2a -|AF 1|=8-3=5.(2)设|F 1B |=k ,则k >0且|AF 1|=3k ,|AB |=4k . 由椭圆定义可得|AF 2|=2a -3k ,|BF 2|=2a -k . 在△ABF 2中,由余弦定理可得|AB |2=|AF 2|2+|BF 2|2-2|AF 2|·|BF 2|cos ∠AF 2B , 即(4k )2=(2a -3k )2+(2a -k )2-65(2a -3k )·(2a -k ),化简可得(a +k )(a -3k )=0. 而a +k >0,故a =3k .于是有|AF 2|=3k =|AF 1|,|BF 2|=5k . 因此|BF 2|2=|F 2A |2+|AB |2,可得F 1A ⊥F 2A , 故△AF 1F 2为等腰直角三角形. 从而c =22a ,所以椭圆E 的离心率e =c a =22.椭圆的定义与性质1.椭圆的定义(1)第一定义:平面内与两个定点F 1,F 2的距离之和等于 (大于|F 1F 2|)的点的轨迹叫做椭圆,这两个叫做椭圆的焦点,两个的距离叫做焦距.(2)第二定义:平面内与一个定点F和一条定直线l的距离的比是常数( <e< )的动点的轨迹是椭圆,定点F叫做椭圆的焦点,定直线l叫做焦点F相应的准线,根据椭圆的对称性,椭圆有两个焦点和两条准线.2.椭圆的标准方程和几何性质标准方程x2a2+y2b2=1(a>b>0)y2a2+x2b2=1(a>b>0)图形性质范围≤x≤≤y≤≤x≤≤y≤顶点A1( ),A2( )A1( ),A2( )B1( ),B2( )B1( ),B2( )焦点F1( ) F2()F1( ) F2()准线l1:x=-a2cl2:x=a2cl1:y=-a2cl2:y=a2c轴长轴A1A2的长为短轴B1B2的长为长轴A1A2的长为短轴B1B2的长为焦距F1F2=离心率e=ca,且e∈a,b,c的关系c2=对称性对称轴:对称中心:1.(夯基释疑)判断下列结论的正误.(正确的打“√”,错误的打“×”)(1)动点P到两定点A(-2,0),B(2,0)的距离之和为4,则点P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2a+2c(其中a为椭圆的长半轴长,c为椭圆的半焦距).( )(3)椭圆的离心率e 越大,椭圆就越圆.( )(4)已知点F 为平面内的一个定点,直线l 为平面内的一条定直线.设d 为平面内一动点P 到定直线l 的距离,若d =54|PF |,则点P 的轨迹为椭圆.( )2.(教材习题改编)焦点在x 轴上的椭圆x 25+y 2m =1的离心率为105,则m =________.3.椭圆的焦点坐标为(0,-6),(0,6),椭圆上一点P 到两焦点的距离之和为20,则椭圆的标准方程为_____. 4.(2014·无锡质检)椭圆x 24+y 23=1的左焦点为F ,直线x =m 与椭圆相交于点A ,B ,当△FAB 的周长最大时,△FAB 的面积是________.5.(2014·江西高考)过点M (1,1)作斜率为-12的直线与椭圆C :x 2a 2+y2b 2=1(a >b >0)相交于A ,B 两点,若M 是线段AB 的中点,则椭圆C 的离心率等于________.考向1 椭圆的定义与标准方程【典例1】 (1)(2014·全国大纲卷改编)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________. (2)(2014·苏州质检)椭圆的中心在原点,焦距为4,一条准线为x =-4,则该椭圆的方程为________.【规律方法】(1)一般地,解决与到焦点的距离有关问题时,首先应考虑用定义来解决. (2)求椭圆的标准方程有两种方法①定义法:根据椭圆的定义,确定a 2,b 2的值,结合焦点位置可写出椭圆方程.②待定系数法:若焦点位置明确,则可设出椭圆的标准方程,结合已知条件求出a ,b ;若焦点位置不明确,则需要分焦点在x 轴上和y 轴上两种情况讨论,也可设椭圆的方程为Ax 2+By 2=1(A >0,B >0,A ≠B ).【变式训练1】 (1)(2013·广东高考改编)已知中心在原点的椭圆C 的右焦点为F (1,0),离心率等于12,则C 的方程是________.(2)(2014·苏州质检)已知椭圆的方程是x 2a 2+y 225=1(a >5),它的两个焦点分别为F 1,F 2,且|F 1F 2|=8,弦AB (椭圆上任意两点的线段)过点F 1,则△ABF 2的周长为________.考向2 椭圆的几何性质【典例2】 (1)(2013·江苏高考)在平面直角坐标系xOy 中,椭圆C 的标准方程为x 2a 2+y 2b2=1(a >b >0),右焦点为F ,右准线为l ,短轴的一个端点为B .设原点到直线BF 的距离为d 1,F 到l 的距离为d 2,若d 2=6d 1,则椭圆C 的离心率为________.(2)(2014·扬州质检)已知F 1、F 2是椭圆C 的左、右焦点,点P 在椭圆上,且满足|PF 1|=2|PF 2|,∠PF 1F 2=30°,则椭圆的离心率为________.【规律方法】1.椭圆上一点与两焦点构成的三角形,称为椭圆的焦点三角形,与焦点三角形有关的计算或证明常利用正弦定理、余弦定理、|PF 1|+|PF 2|=2a ,得到a ,c 的关系.2.椭圆的离心率是椭圆最重要的几何性质,求椭圆的离心率(或离心率的取值范围),常见有两种方法: (1)求出a ,c ,代入公式e =ca;(2)只需要根据一个条件得到关于a ,b ,c 的齐次式,结合b 2=a 2-c 2转化为a ,c 的齐次式,然后等式(不等式)两边分别除以a 或a 2转化为关于e 的方程(不等式),解方程(不等式)即可得e (e 的取值范围).【变式训练2】 (1)(2013·课标全国卷Ⅱ改编)设椭圆C :x 2a 2+y 2b 2=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________.(2)(2014·徐州一中抽测)已知F 1、F 2是椭圆的两个焦点,P 为椭圆上一点,∠F 1PF 2=60°.则椭圆离心率的范围为________.课堂达标练习 一、填空题1.在平面直角坐标系xOy 中,椭圆C 的中心为原点,焦点F 1,F 2在x 轴上,离心率为22.过F 1的直线l 交C 于A ,B 两点,且△ABF 2的周长为16,那么椭圆C 的方程为________.2.(2013·四川高考改编)从椭圆x 2a 2+y 2b2=1(a >b >0)上一点P 向x 轴作垂线,垂足恰为左焦点F 1,A 是椭圆与x 轴正半轴的交点,B 是椭圆与y 轴正半轴的交点,且AB ∥OP (O 是坐标原点),则该椭圆的离心率是________.3.(2014·辽宁高考)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 |=________.4.(2014·南京调研)如图,已知过椭圆x 2a 2+y 2b2=1(a >b >0)的左顶点A (-a,0)作直线l 交y 轴于点P ,交椭圆于点Q ,若△AOP 是等腰三角形,且PQ →=2QA →,则椭圆的离心率为________.5.(2014·南京质检)已知焦点在x 轴上的椭圆的离心率为12,且它的长轴长等于圆C :x 2+y 2-2x -15=0的半径,则椭圆的标准方程是________.6.(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 ,椭圆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,则椭圆C 的离心率为__________.7.已知F 1,F 2是椭圆C :x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0)的两个焦点,P 为椭圆C 上的一点,且PF 1→⊥PF 2→.若△PF 1F 2的面积为9,则b =________.8.(2013·大纲全国卷改编)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________.二、解答题9.(2014·镇江质检)已知椭圆C 1:x 24+y 2=1,椭圆C 2以C 1的长轴为短轴,且与C 1有相同的离心率.(1)求椭圆C 2的方程;(2)设O 为坐标原点,点A ,B 分别在椭圆C 1和C 2上,OB →=2OA →,求直线AB 的方程.10.(2014·安徽高考)设F 1,F 2分别是椭圆E :x 2a 2+y 2b2=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 |.(1)若|AB |=4,△ABF 2的周长为16,求|AF 2|; (2)若cos ∠AF 2B =35,求椭圆E 的离心率.。
椭圆的定义及几何性质

椭圆【教学目标】(1)掌握椭圆的定义(2)掌握椭圆的几何性质(3)掌握求椭圆的标准方程【教学重难点】(1)椭圆的离心率有关的问题(2)椭圆焦点三角形面积的求法【教学过程】一、知识点梳理知识点一:椭圆的定义平面内一个动点到两个定点、的距离之和等于常数(),这个动点的轨迹叫椭圆。
这两个定点叫椭圆的焦点,两焦点的距离叫作椭圆的焦距。
注意:若,则动点的轨迹为线段;若,则动点的轨迹无图形。
知识点二:椭圆的标准方程1.当焦点在轴上时,椭圆的标准方程:,其中;2.当焦点在轴上时,椭圆的标准方程:,其中;注意:1.只有当椭圆的中心为坐标原点,对称轴为坐标轴建立直角坐标系时,才能得到椭圆的标准方程;2.在椭圆的两种标准方程中,都有和;3.椭圆的焦点总在长轴上.当焦点在轴上时,椭圆的焦点坐标为,;当焦点在轴上时,椭圆的焦点坐标为,。
知识点三:椭圆的简单几何性质椭圆的的简单几何性质(1)对称性对于椭圆标准方程,把x换成―x,或把y换成―y,或把x、y同时换成―x、―y,方程都不变,所以椭圆是以x轴、y轴为对称轴的轴对称图形,且是以原点为对称中心的中心对称图形,这个对称中心称为椭圆的中心。
讲练结合:(2)范围椭圆上所有的点都位于直线x=±a和y=±b所围成的矩形内,所以椭圆上点的坐标满足|x|≤a,|y|≤b。
(3)顶点①椭圆的对称轴与椭圆的交点称为椭圆的顶点。
②椭圆(a>b>0)与坐标轴的四个交点即为椭圆的四个顶点,坐标分别为A1(―a,0),A2(a,0),B1(0,―b),B2(0,b)。
③线段A1A2,B1B2分别叫做椭圆的长轴和短轴,|A1A2|=2a,|B1B2|=2b。
a和b分别叫做椭圆的长半轴长和短半轴长。
(4)离心率①椭圆的焦距与长轴长度的比叫做椭圆的离心率,用e表示,记作。
②因为a>c>0,所以e的取值范围是0<e<1。
e越接近1,则c就越接近a,从而越小,因此椭圆越扁;反之,e越接近于0,c就越接近0,从而b越接近于a,这时椭圆就越接近于圆。
椭圆方程及几何性质

练习32.设 A(x1,y1),B(x2,y2)是椭圆ay22+xb22
=1(a>b>0)上的两点,已知 m=(xb1,ya1),n =(xb2,ya2),若 m·n=0 且椭圆的离心率 e= 23,短轴长为 2,O 为坐标原点.
(1)求椭圆的方程; (2)若直线AB过椭圆的焦点F(0,c)(c为半 焦距),求直线AB的斜率k的值; (3)试问:△AOB的面积是否为定值?如 果是,请给予证明;如果不是,请说明 理由.
椭圆方程及几何性质
基础知识梳理
1.椭圆的定义 的和(1等)平于面常内数一(大点于P与|F两1F定2|)点的F点1、的F轨2的迹距,离 即 |PF1|+|PF2|=2a>|F1F2| 若常数等于|F1F2|,则轨迹是 线段F1F2 . 若常数小于|F1F2|,则轨迹 不存在 .
注意:一定要注意椭圆定义中限制 条件“大于|F1F2|”是否满足.
xb22+ay22=1
(a>b>0)
顶点
ABB112(((-00,,a-,b0))b,),A2(a,0),AAB121(((-00, ,ba,-0)),a,),B2(b,0)
轴
对称轴: x轴、y轴,长轴长: |A1A2|=2a , 短轴长: |B1B2|=2b
焦点 F1(-c,0),F2(c,0) F1(0,-c),F2(0,c)
解|B:F1由|+椭|B圆F2定|=义2a知,|A所F以1|+|A|AFF1|+2|=|B2Fa1,|+
||ABFF22||+ =4|Ba,F2∴|=|A4aB,|==即44a|×A-5B-(||+F12|2AA=|F+82|.|+F2B|)
4(2010全国卷)已知F是椭圆C的一个焦
椭圆的简单几何性质教案

椭圆的简单几何性质教案椭圆是一个非常重要的几何图形,具有许多有趣的几何性质。
在这个简单的几何性质教案中,我将介绍一些关于椭圆的基本性质和定理。
一、椭圆的定义:椭圆是平面上到两个固定点F1、F2距离之和为常数2a的点P的集合。
F1、F2称为椭圆的焦点,而2a称为椭圆的长轴长度。
二、椭圆的性质:1. 椭圆的长轴与短轴:长轴是焦点F1、F2的中点连线的长度,短轴是焦点F1、F2与椭圆上点A的连线的长度。
2. 椭圆的对称轴:椭圆的长轴是对称轴,即沿长轴折叠椭圆的两边重合。
3. 椭圆的离心率:离心率e是一个确定椭圆形状的参数,表示焦点与椭圆上点A的距离与椭圆长轴长度之比。
离心率的计算公式:e = F1F2 / (2a)当离心率e=0时,椭圆退化为一个点;当0 < e < 1时,椭圆存在,且是一个闭合曲线;当e = 1时,椭圆退化为一条线段;当e > 1时,曲线退化为两个分离的直线。
4. 椭圆的焦半径:椭圆上任意一点P到两个焦点F1、F2的距离之和等于椭圆的长轴长度,即PF1 + PF2 = 2a。
三、椭圆的定理:1. 椭圆的反射性质:椭圆上的任意一条直线与椭圆的两个焦点的连线的夹角等于该直线与该椭圆上与焦点处的切线的夹角。
2. 椭圆的切线性质:椭圆上任意一点处的切线与该点到两个焦点的连线的交点与该点、两个焦点连线的垂线,共线。
3. 椭圆的切点性质:椭圆上任意一点处的切线与该点到两个焦点的连线的交点与该点、两个焦点连线的垂线以及该点三条线共线。
四、椭圆的应用:椭圆是地球等天体轨道的几何形状,也是经典力学、天体力学等领域的重要研究对象。
此外,椭圆还广泛应用于工程类问题中,例如天然气管道的优化布局、平面轮廓设计等。
五、课堂练习:1. 画出椭圆的长轴、短轴和焦点。
2. 若已知椭圆的长轴长度a=6cm,离心率e=2/3,求焦距;3. 若已知椭圆的离心率e=1/2,焦半径PF1=3cm,求椭圆的长轴长度。
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答案: y 2
x2
1
25 16
椭圆第一定义:
平面内与两定点F1,F2的距离的和等于常数(大于 F1F2 )
的点的轨迹叫椭圆,这两个定点叫做椭圆的 焦点 , 定点 之间的距离叫做焦距.
注:①当2a=|F1F2|时,P点的轨迹是 线段 .②当 2a<|F1F2|时,P点的轨迹不存在.
2.椭圆 x2 y2 1的焦距为2,则 m4
1的左右焦点,已知 PF1F2
为等腰三
角形,求椭圆的离心率。
解:由题意2c b2 (a c)2
整理得:2c2 ac a2 0 两边同时除以a2
2e2 e 1 0
e 1 2
变题1. (2009 江苏),在平面直角坐标系xOy中,A1, A2, B1, B2 为椭
圆 与直ax22线 byB22 1F1(a相交b 与0)点的T四,个线顶段点OT,与F椭为圆其的右交焦点点M,恰直为线线A段1BO2 T的
1
的切线,切点分别为A,B直线AB恰好经过椭圆的右焦点与上
顶点,则椭圆的方程为
x2
y2
.
1
54
4已知F1、F2为椭圆
x2 a2
y2 b2
1(a b 0)的焦点;M为椭圆
上一点,MF1垂直于x轴,且
为
3.
F1MF2
60
,则椭圆的离心率
3
m=_5_或 _ 3
椭圆的标准方程:
(1)焦点在x轴上的椭圆标准方程是:
x2 a2
y2 b2
1
(a b 0, a2
b2 c2 )
(2)焦点在y轴上得椭圆的标准方程是:
y 2 x2 1 (a b 0, a2 b2 c2 )
a2 b2
3. 点p为椭圆
x2 25
y2 9
1
上一点,它到左
准线的距离为 5 ,则它到右焦点的距离为
__8__
2
椭圆的第二定义: 到 定点 的距离与到 定直线 的距离之
比是常数e ,且e (0,1) 的点的轨迹叫椭
圆.定点F是椭圆的 焦点 ,定直线l 是 准线 ,常数e是 离心率 .
4.已知椭圆方程 x 2 y 2 1 ,则该椭圆的焦点坐标
9 25
4
为 (0, 4) ,长轴长 10
a 4 2, b 4, c 4
当焦点在x轴时,方程:x2 y2 1 32 16
焦点在y轴时,方程:y2 x2 1 32 16
注:根据焦点位置确定椭圆方程,焦点不明确时要进行分 类讨论
例3: 在平面直角坐标系中,点P(a,b)a>b>0为动点,F1, F2
为椭圆x 2
a2
y2 b2
1
课堂检测:
1.若椭圆
x2 2
y2 m
1 的离心率为
1 2
3或8 ,则m= 2 .3
x2 y2
2.已知F1和F2是左右焦点,P为椭圆 a 2
9
1 上得一个顶
1
点,若 PF1F2 是等边三角形,则离心率为 2 .
3.若椭圆
x2 a2
y2 b2
1 的焦点在x轴上,过点(1, 1)作圆x2 2
y2
为
y
.
25 4
5.已知 F1、F2 为椭圆
x2 25
离心率
y2 9
5
1
,准线方程 的两个焦点,过
F1
的直线
交椭圆于A、B两点若 F2 A F2B 12 ,则 AB =___8_____.
椭圆的几何性质:(对
x2 a2
y2 b2
1 ,a > b >0进行讨论)
(1) 范围:-a ≤ x ≤ a , -b≤ y ≤ . b
解:1.当焦点在x轴,a 3b
设椭圆 x2 9b2
y2 b2
1,A(-3,1 36 4
2.当焦点在y轴
设椭圆:y2 9b2
x2 b2
1, A(3,
3)代入得b2 28 3
y2 x2 1
84
28 3
(2)和椭圆 x2 y2 1 共准线,且离心率为1 .
24 20
2
解:由题意设椭圆方程:x2 y2 1 a2 b2
由题意 a2 12, c 1
c
a2
a 6,c 3
椭圆方程:x2 y2 1 36 27
(3)设椭圆的中心在原点,一个焦点与短轴两端点的连线
互相垂直,且此焦点与长轴上较近的端点距离为
,
求椭4圆的2 方4程。
解:由题意b c, a c 4 2 4
差数列,求顶点A的轨迹方程。
解: AC, BC, AB成等差数列 AC AB 2BC 4 BC A在以B, C为焦点的椭圆上,且a 2, c 1
b 3
椭圆方程:x2 y2 1( y 0) 43
变式:一动圆与圆 A: x2 y2 4x 3 0 外切,同时与圆B: x2 y2 4x 60 0
内切,求动圆圆心M的轨迹方程。并说明它是什么
曲线?
解:设动圆半径为r
由题意MA r 1, MB 8 r, MA MB 9 AB
M在以A, B为焦点的椭圆上,且a 9 , c 2 2
b 65 2
轨迹方程:x2 y2 1 81 65
4
4
例2.求椭圆方程: (1)长轴长是短轴长的3倍,并且椭圆经过点A(-3, 3 )。
(2) 顶点坐标: (a, 0) ,(0, b) ,焦点坐标:(c, 0) ,
长程半:x轴长:ac2 a (3) 离心率:
. e
,短半轴长:
c a。
b
;准线方
(4) 焦半径公式:设 F1,F2分别为椭圆的左、右焦点
= PF1 .a ex, PF2 a ex
例题精讲:
例1:在 ABC 中,B(-1,0),C(1,0),且AC,BC,AB成等
中点,则椭圆的离心率为多少?
解:直线B1F:cx
y b
1
直线A1B2:xa
y b
1
T( 2ac ,b(a c)) ac ca
M ( ac , b(a c)) a c 2(c a)
整理得:3a2 c2 10ac 0
e2 10e 3 0
e 2 7 5
(a
c2 c)
2
(a c)2 4(c a)2
学习目标:
1.掌握椭圆的定义、标准方程,会求椭圆的标准方程; 2.掌握椭圆的简单几何性质,能运用椭圆的标准方程和 几何性质处理一些简单问题; 3.体会椭圆和谐美及对称美的同时,提高分析探索能力 及解决几何问题的能力;
学习难点:找出定义,性质与已知条件的结合点
1化简: x2 ( y 3)2 x2 ( y 3)2 10