高中数学 选修2-1椭圆导学案加课后作业及参考答案
人教版 高中数学【选修 2-1】2.2.1椭圆及其标准方程课后习题

人教版高中数学精品资料2.2.1 椭圆及其标准方程课时演练·促提升A组1.若F1,F2是两个定点,且|F1F2|=6,动点M满足|MF1|+|MF2|=8,则点M的轨迹是()A.椭圆B.直线C.圆D.线段解析:由椭圆定义知,点M的轨迹是椭圆.答案:A2.“m>n>0”是“方程mx2+ny2=1表示焦点在y轴上的椭圆”的()A.充分而不必要条件B.必要而不充分条件C.充要条件D.既不充分也不必要条件解析:方程可化为=1,表示焦点在y轴上的椭圆时,应满足>0,即m>n>0.所以是充要条件.答案:C3.设P是椭圆=1上一点,P到两焦点F1,F2的距离之差为2,则△PF1F2是()A.锐角三角形B.直角三角形C.钝角三角形D.等腰直角三角形解析:由椭圆定义知|PF1|+|PF2|=2a=8.又|PF1|-|PF2|=2,∴|PF1|=5,|PF2|=3.又|F1F2|=2c=2=4,∴|PF1|2=|PF2|2+|F1F2|2,∴△PF1F2为直角三角形.答案:B4.已知椭圆的焦点坐标为(0,-1),(0,1),且过点,则椭圆方程为()A.=1B.=1C.+y2=1D.+x2=1解析:由已知椭圆焦点在y轴上,设方程为=1(a>b>0).则2a==4,故a=2.又c=1,则b2=a2-c2=3,故椭圆方程为=1.答案:B5.已知椭圆的焦点是F1,F2,P是椭圆上的一动点,如果延长F1P到Q,使得|PQ|=|PF2|,那么动点Q的轨迹是()A.圆B.椭圆C.直线D.抛物线解析:由题意,得|PF1|+|PF2|=2a(a>0是常数).∵|PQ|=|PF2|,∴|PF1|+|PQ|=2a,即|QF1|=2a,∴动点Q的轨迹是以F1为圆心,2a为半径的圆,故选A.答案:A6.若方程=1表示焦点在x轴上的椭圆,则m的取值范围是.解析:将方程化为=1,依题意,得8>2-m>0,解得-6<m<2.答案:-6<m<27.若椭圆=1的焦距为6,则k的值为.解析:由已知,得2c=6,∴c=3,∴c2=9,∴20-k=9或k-20=9,∴k=11或k=29.答案:11或298.若椭圆的焦点在y轴上,其上任意一点到两焦点的距离和为8,焦距为2,则此椭圆的标准方程为.解析:由已知,得2a=8,2c=2,∴a=4,c=,∴b2=a2-c2=16-15=1,故椭圆的标准方程为+x2=1.答案:+x2=19.已知椭圆=1(a>b>0)的焦点分别是F1(0,-1),F2(0,1),且3a2=4b2.(1)求椭圆的方程;(2)设点P在这个椭圆上,且|PF1|-|PF2|=1,求∠F1PF2的余弦值.解:(1)依题意知c=1,又c2=a2-b2,且3a2=4b2,所以a2-a2=1,即a2=1.所以a2=4.因此b2=3.从而椭圆方程为=1.(2)因为点P在椭圆上,所以|PF1|+|PF2|=2a=2×2=4.又|PF1|-|PF2|=1,所以|PF1|=,|PF2|=.又|F1F2|=2c=2,所以由余弦定理,得cos ∠F1PF2==.即∠F1PF2的余弦值等于.10.已知圆A:x2+(y+6)2=400,圆A内有一定点B(0,6),动圆C过点B且与圆A内切,求动圆圆心C的轨迹方程.解:设动圆C的半径为r,则|CB|=r.因为圆C与圆A内切,所以|CA|=20-r,所以|CA|+|CB|=20>12,所以点C的轨迹是以A,B两点为焦点的椭圆.因为2a=20,2c=|AB|=12,所以a=10,c=6,b2=64.因为点A,B在y轴上,所以点C的轨迹方程为=1.B组1.已知F1,F2是椭圆=1的两个焦点,P是椭圆上一点,且|PF1|∶|PF2|=4∶3,则三角形PF1F2的面积等于()A.24B.26C.22D.24解析:因为a2=49,所以|PF1|+|PF2|=2a=14.又|PF1|∶|PF2|=4∶3,所以|PF1|=8,|PF2|=6.又因为|F1F2|=2c=2=10,所以|PF1|2+|PF2|2=|F1F2|2,所以PF1⊥PF2.故△PF1F2的面积S=|PF1|·|PF2|=×8×6=24.答案:A2.设F1,F2是椭圆C:=1的焦点,在曲线C上满足=0的点P的个数为()A.0B.2C.3D.4解析:∵=0,∴PF1⊥PF2.∴点P为以线段F1F2为直径的圆与椭圆的交点,且此圆的半径为c==2.∵b=2,∴点P为该椭圆y轴的两个端点.答案:B3.F1,F2分别为椭圆=1(a>b>0)的左、右焦点,点P在椭圆上,△POF2是面积为的正三角形,则b2的值是.解析:∵|OF2|=c,∴由已知得,∴c2=4,c=2.设点P的坐标为(x0,y0),由△POF2为正三角形,∴|x0|=1,|y0|=,代入椭圆方程得=1.∵a2=b2+4,∴b2+3(b2+4)=b2(b2+4),即b4=12,∴b2=2.答案:24.已知圆C:(x+1)2+y2=25及点A(1,0),Q为圆上一点,AQ的垂直平分线交CQ于点M,求点M的轨迹方程.解:如图,M是AQ的垂直平分线与CQ的交点,连接MA,则|MQ|=|MA|,∴|MC|+|MA|=|MC|+|MQ|=|CQ|=5,且|AC|=2,∴动点M的轨迹是椭圆,且其焦点为C,A.易知2a=5,2c=2,∴a=,c=1,∴b2=a2-c2=-1=,故动点M的轨迹方程为=1.5.已知椭圆的焦点在x轴上,且焦距为4,P为椭圆上一点,且|F1F2|是|PF1|和|PF2|的等差中项.(1)求椭圆的方程;(2)若△PF1F2的面积为2,求点P坐标.解:(1)由题意知,2c=4,c=2,|PF1|+|PF2|=2|F1F2|=8,即2a=8,∴a=4.∴b2=a2-c2=16-4=12.∵椭圆的焦点在x轴上,∴椭圆的方程为=1.(2)设点P坐标为(x0,y0),依题意知,|F1F2||y0|=2,∴|y0|=,y0=±.代入椭圆方程=1,得x0=±2,∴点P坐标为(2)或(2,-)或(-2)或(-2,-).6.已知P是椭圆+y2=1上的一点,F1,F2是椭圆上的两个焦点.(1)当∠F1PF2=60°时,求△F1PF2的面积;(2)当∠F1PF2为钝角时,求点P横坐标的取值范围.解:(1)由椭圆的定义,得|PF1|+|PF2|=4且F1(-,0),F2(,0).①在△F1PF2中,由余弦定理,得|F1F2|2=|PF1|2+|PF2|2-2|PF1|·|PF2|cos 60°.②由①②得|PF1|·|PF2|=.所以|PF1||PF2|·sin ∠F1PF2=.(2)设点P(x,y),由已知∠F1PF2为钝角,得<0,即(x+,y)·(x-,y)<0.又y2=1-,所以x2<2,解得-<x<.所以点P横坐标的范围是。
数学北师大版选修2-1导学案3.1.2椭圆的简单性质

§3.1.2 椭圆的简单性质【学习目标】1.知道并记住椭圆的对称性、椭圆上点的范围、顶点、离心率的几何性质;2.知道标准方程中e c b a ,,,的几何意义及它们之间的互相关系;3.能初步利用椭圆的有关知识来解决有关椭圆的实际问题.一、知识记忆与理解【自主预习】1.自主预习课本6966P P -内容,结合课本的内容及三道例题,了解椭圆的对称性、范围、顶点、离心率的几何意义,并完成下表:2.离心率的几何意义是什么?椭圆的离心率如何刻画椭圆的扁平程度?【预习检测】1.椭圆116422=+y x 的离心率是________; 2.已知椭圆1522=+ky x 的离心率510=e ,则实数k 的值为________;3.已知椭圆的中心在原点,且对称轴是坐标轴,离心率23=e ,且过点)3,2(P ,求此椭圆的标准方程.二、思维探究与创新【问题探究】探究一:椭圆的顶点坐标、焦点坐标及离心率 求椭圆369422=+y x 长轴长和短轴长、焦点坐标、顶点坐标和离心率.变式训练1:求满足下列条件的的椭圆的离心率:(1)椭圆的长轴长是短轴长的2倍;(2)椭圆的两焦点之间的距离等于长轴的端点与短轴端点间的距离;整理 反思焦点的位置焦点在x 轴上 焦点在y 轴上图形标准方程对称性范围 顶点轴长焦点焦距 离心率探究二:根据椭圆的性质求椭圆的方程 求适合下列条件的椭圆的标准方程: (1)长轴长是短轴长的的2倍,且过点)6,2(-;(2)在x 轴上的一个焦点与短轴两端点的连线互相垂直,且焦距是6.变式训练2:求与椭圆14922=+y x 有相同的焦点,且离心率为55的椭圆的标准方程【归纳总结】求椭圆的离心率通常有两种方法:1.若给定椭圆的方程,则根据焦点的位置先求22,b a ,再求出c a ,的值,利用公式ac e =直接求解;2.若椭圆的方程未知,则根据条件建立c b a ,,之间的关系式,化成关于c a ,的齐次方程,再将方程两边同时除以a 的最高次幂,得到e 的方程,解方程求出e .【当堂检测】 1.椭圆122=+my x 的焦点在y 轴上,长轴长是短轴长的2倍,则m 的值是 ( )41.A 21.B 2.C 4.D 2.设)2,0(πα∈,方程1cos sin 22=+ααyx 表示焦点在x 轴上的椭圆,则∈α ( )]4,0.(πA )2,4.(ππB )4,0.(πC )2,4.[ππD3.已知)0,1(1-F ,)0,1(2F 是椭圆12222=+by a x 的两个焦点,若椭圆上一点P 满足1PF +2PF =4,则椭圆的离心率是____; 4.已知椭圆m y m x =++22)3(的离心率23=e ,求m 的值及椭圆的长轴和短轴的长、焦点坐标、顶点坐标.【拓展延伸】设椭圆12222=+by a x )0(>>b a 的两焦点为1F ,2F ,若在椭圆上存在一点P ,使→→⋅21PF PF 0=,求椭圆的离心率e 的取值范围.整理反思。
人教A版高中数学高二版选修2-1 《椭圆及其标准方程》导学案

2.1.1《椭圆及其标准方程》导学案一、【学习目标】1、知识与技能:理解椭圆的定义,掌握求椭圆的方程.2、过程与方法:通过亲身操作加深定义的认识.3、情感、态度与价值观:让学生在发现中学习,提高学生的积极性。
培养解析法的思想。
二、【重点难点】【重点难点】椭圆的定义和标准方程。
三、【教学过程】【回顾知识,提出问题】(一) 新课复习:(1)圆是如何定义的?(2)到两定点距离之和为定值的点的集合又是什么曲线呢?(二)问题导学:问题1:根据课本上椭圆的定义,制作教具,画椭圆问题2:写出椭圆上的点满足的关系式________________________________________问题3:这两个定点叫做椭圆的_______。
两个定点的距离用______表示。
常数用______表示【合作探究】:椭圆的定义为什么要满足2a >2c呢?(1)当2a >∣F1F2∣时,轨迹是_____(2)当2a =∣F1F2∣时,轨迹是_____(3)当2a <∣F1F2∣时轨迹是. _____【小试牛刀】动点P到两定点F1(-4,0),F2(4,0)的距离和是8,则动点P 的轨迹为()(A)椭圆(B)线段F1F2(C)直线F1F2(D)不能确定。
问题5:建立坐标系后,利用问题2的关系式,写出推导椭圆方程的过程问题6:椭圆的标准方程是:___________________________问题7:上面的a,b,c三个量满足的关系式为:___________问题8:如何判断焦点在何轴?【小试牛刀】根据下列方程,分别求出a 、b 、c(1)椭圆标准方程为161022=+y x ,则a = ,b = , =c ; (2)椭圆标准方程为1522=+y x ,则a = ,b = , =c ; (3)椭圆标准方程为8222=+y x ,则a = ,b = , =c .四、【例题讲解】 例1 已知椭圆两个焦点的坐标分别是()2,0-,()2,0,并且经过点53,22⎛⎫-⎪⎝⎭,求它的标准方程.变式题:1.已知椭圆的焦点在y 轴上,且椭圆经过点P(-2,2)和Q(0,-3),求此椭圆的标准方程.变式题:2.已知椭圆经过两个点P(-2,2)和Q(0,-3),求此椭圆的标准方程.【规律方法总结】五、【课堂检测】1.如果椭圆13610022=+y x 上一点P 到焦点F 1的距离等于6,那么点P 到另一个焦点F 2的距离是_____.2.写出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x 轴上.六、【归纳总结】1.椭圆的定义2.椭圆的标准方程.3.会根据条件求椭圆的标准方程,掌握其方法.附答案:1.14 2. 2222(1)116(2)116x y y x +=+=。
高中数学选修2-1北师大版 椭圆及其标准方程 学案(含答案)

1.1 椭圆及其标准方程.会求简单的椭圆方程.1.椭圆的定义我们把平面内到两个定点F 1,F 2的________等于____(__________)的点的集合叫作椭圆.这两个定点F 1,F 2叫作椭圆的____,两个焦点F 1,F 2间的距离叫作椭圆的____. 预习交流1思考交流:定义中的常数为什么要大于焦距|F 1F 2|?如果小于或等于|F 1F 2|会出现什么情况?2.椭圆的标准方程(1)椭圆上任意一点的坐标都是方程______________的解;以方程________________的解为坐标的点都在椭圆上.我们将方程________________叫作椭圆的标准方程,焦点坐标是________,________,其中c 2=________.(2)如果椭圆的焦点在y 轴上,其焦点坐标为F 1(0,-c ),F 2(0,c ).它的标准方程为y 2a 2+x 2b2=1(a >b >0),其中b 2=a 2-c 2. 预习交流2(1)如何用几何图形解释b 2=a 2-c 2?a ,b ,c 在椭圆中分别表示哪些线段的长?(2)如何判断焦点的位置?答案:1.距离之和 常数 大于|F 1F 2→| 焦点 焦距预习交流1:提示:当常数等于|F 1F 2|时,轨迹是线段F 1F 2,当常数小于|F 1F 2|时,轨迹不存在.2.(1)x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0) x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0) x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0) F 1(-c,0) F 2(c,0)a 2-b 2 预习交流2:(1)提示: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,可借助右图帮助记忆.a ,b ,c 恰构成一个直角三角形的三条边,a 是斜边,所以a >b ,a >c ,且a 2=b 2+c2,其中c 是焦距的一半.(2)提示:看x 2a 2+y 2b2=1中a ,b 的大小,如果a >b>0,则焦点在x 轴上,如果0<a <b ,则焦点在y 轴上.1.椭圆定义的理解命题甲:动点P 到两定点A ,B 的距离之和为|P A |+|PB |=2a (a >0,且a 为常数);命题乙:点P 的轨迹是椭圆,且A ,B 是椭圆的焦点.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 .既不充分也不必要条件已知圆B :(x +1)2+y 2=16及点A (1,0),C 为圆B 上任一点,则AC 的垂直平分线l 与线段CB 的交点P 的轨迹是________.到两定点的距离之和是常数且必须大于两定点间的距离的点的轨迹是椭圆,此时这个常数为2a ,两定点的距离为2c .2.椭圆的标准方程的求法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为(-4,0)和(4,0),且椭圆经过点(5,0);(2)焦点在y 轴上,且经过点(0,2)和(1,0).思路分析:利用待定系数法,设出椭圆方程,确定a ,b 的值即可.求以椭圆9x 2+5y 2=45的焦点为焦点,且经过点M (2,6)的椭圆的标准方程.当且仅当椭圆的中心在原点,焦点在坐标轴上时,椭圆的方程才是标准形式,当焦点在x 轴上时,椭圆的标准方程为x 2a 2+y 2b 2=1(其中a >b >0),当焦点在y 轴上时,椭圆的标准方程为y 2a 2+x 2b2=1(其中a >b >0).答案:活动与探究1:B 解析:若点P 的轨迹是椭圆,且A ,B 是椭圆的焦点,则一定有|P A |+|PB |=2a (a >0,且a 为常数),∴甲是乙的必要条件.反过来,若|P A |+|PB |=2a (a >0,且a 是常数),不能推出点P 的轨迹一定是椭圆,仅当2a >|AB |时,点P 的轨迹才是椭圆,当2a =|AB |时,点P 的轨迹是线段AB .当2a <|AB |时,轨迹不存在.∴甲不是乙的充分条件.综上,甲是乙的必要不充分条件.迁移与应用1:椭圆提示:如图所示,连接AP .∵l 垂直平分AC ,∴|AP |=|CP |,∴|PB |+|P A |=|BP |+|PC |=4>|AB |=2.∴P 点的轨迹是以A ,B 为焦点的椭圆.活动与探究2:解:(1)由于椭圆的焦点在x 轴上,所以设它的标准方程为x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0),又∵椭圆过点(5,0),∴a =5,又c =4,∴b 2=a 2-c 2=25-16=9,∴椭圆的标准方程为x 225+y 29=1. (2)由于椭圆的焦点在y 轴上,所以设它的标准方程为y 2a 2+x 2b 2=1(a >b >0). 因为椭圆过点(0,2)和(1,0),∴⎩⎨⎧ 4a 2+0b 2=1,0a 2+1b 2=1,解得⎩⎪⎨⎪⎧a 2=4,b 2=1. ∴椭圆的标准方程为y 24+x 2=1. 迁移与应用2:解:∵椭圆9x 2+5y 2=45可化为x 25+y 29=1,焦点坐标为F 1(0,-2),F 2(0,2). 可设所求椭圆的方程为x 2b 2+y 2a 2=1(a >b >0). ∴2a =MF 1+MF 2=(2-0)2+(6+2)2+22+(6-2)2=43,∴a =23,c =2,b =2 2.∴所求椭圆的标准方程为x 28+y 212=1. 1.已知椭圆x 225+y 216=1上一点P 到其中一个焦点的距离为3,则点P 到另一个焦点的距离为( ).A .2B .3C .5D .72.已知过椭圆4x 2+2y 2=1的一个焦点F 1的直线与椭圆交于A ,B 两点,则点A ,B 与椭圆的另一个焦点F 2构成的△ABF 2的周长为( ).A .2 2B .2 C. 2 D .1 3.椭圆x 2+y 2k=1的一个焦点是()0,5,则k =( ). A .-6 B .6 C.5+1 D .1- 54.已知方程(k 2-1)x 2+3y 2=1是焦点在y 轴上的椭圆,则k 的取值范围是________________. 5.椭圆x 225+y 29=1上一点M 到左焦点F 1的距离为2,N 是MF 1的中点,求|ON |的长. 答案:1.D 解析:∵x 225+y 216=1,∴a =5,b =4,设椭圆的两焦点分别为F 1,F 2,|PF 1|=3,由椭圆的定义知|PF 2|=2a -3=10-3=7.2.A 解析:由椭圆的定义知|AF 1|+|AF 2|=2a ,|BF 1|+|BF 2|=2a , 故△ABF 2的周长为4a =2 2. 3.B 解析:∵椭圆x 2+y 2k=1的一个焦点是()0,5, ∴k -1=(5)2,∴k =6.4.(-∞,-2)∪(2,+∞)解析:方程(k 2-1)x 2+3y 2=1可化为x 21k 2-1+y 213=1. 由焦点在y 轴上得0<1k 2-1<13,即k 2-1>3, ∴k >2或k <-2.5.解:如图,设椭圆的右焦点为F 2,连接MF 2.∵O 是F 1F 2的中点,N 是MF 1的中点,∴|ON |=12|MF 2|, ∵椭圆方程为x 225+y 29=1,∴a =5, ∴|MF 1|+|MF 2|=10,又∵|MF 1|=2,∴|MF 2|=8,∴|ON |=12|MF 2|=4.。
2018年秋新课堂高中数学人教B版选修2-1学案:第2章 2.2 2.2.2 椭圆的几何性质(一) Word版含答案

2.2.2椭圆的几何性质(一)学习目标:1.根据椭圆的方程研究曲线的几何性质,并正确地画出它的图形.2.根据几何条件求出曲线方程,并利用曲线的方程研究它的性质、图形.(重点、难点)[自主预习·探新知]椭圆的简单几何性质[提示]最大距离:a+c;最小距离:a-c.(2)椭圆方程x2a2+y2b2=1(a>b>0)中a,b,c的几何意义是什么?[提示]在方程x2a2+y2b2=1(a>b>0)中,a,b,c的几何意义如图所示.即a,b,c正好构成了一个以对称中心,一个焦点、一个短轴顶点构成的直角三角形.[基础自测]1.思考辨析(1)椭圆离心率越大,椭圆越圆.( )(2)x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0)与y 2a 2+x 2b 2=1(a >b >0)的焦距相等.( ) (3)已知椭圆x 2k +8+y 29=1的离心率e =12,则k 的值为4或-54.( )[提示] (1)× 离心率越大,椭圆越扁;离心率越小,椭圆越圆. (2)√(3)√ 由e 2=1-b2a 2;又因椭圆的焦点在x 轴或在y 轴上,所以有两个值.当a >1时,焦点在x 轴上,a 2=k +8,c 2=k -1,又e =12,所以14=k -1k +8,解得:k=4;当k <1时,焦点在y 轴上,a 2=9,c 2=1-k ,又e =12,所以14=1-k9,解得k =-54.2.椭圆6x 2+y 2=6的长轴端点坐标为( ) A .(-1,0)(1,0) B .(-6,0),(6,0) C .(-6,0),(6,0)D .(0,-6),(0,6)D [x 2+y 26=1焦点在y 轴上,长轴端点坐标为(0,-6),(0,6).]3.椭圆x 2+4y 2=4的离心率为( ) A .32 B .34 C .22D .23A[x24+y2=1,a=2,b=1,c=a2-b2=3,e=ca=32.][合作探究·攻重难]坐标.[思路探究]化为标准方程,确定焦点位置及a,b,c的值,再研究相应的几何性质.[解]把已知方程化成标准方程x252+y242=1,可知a=5,b=4,所以c=3.因此,椭圆的长轴和短轴的长分别是2a=10和2b=8,离心率e=ca=35,两个焦点分别是F1(-3,0)和F2(3,0),椭圆的四个顶点是A1(-5,0),A2(5,0),B1(0,-4)和B2(0,4).1.求椭圆9x2+y2=81的长轴长、短轴长、焦点坐标、顶点坐标和离心率.[解]椭圆的标准方程为x29+y281=1,则a=9,b=3.c=a2-b2=62,长轴长2a=18,短轴长2b=6,焦点坐标为(0,62),(0,-62),顶点坐标(0,9),(0,-9),(3,0),(-3,0),离心率e=ca=223.(1)长轴长是10,离心率是4 5;(2)在x 轴上的一个焦点,与短轴两个端点的连线互相垂直,且焦距为6.【导学号:33242125】[思路探究] 先判断焦点位置并设出标准方程,再利用待定系数法求参数a ,b ,c .[解] (1)设椭圆的方程为x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0)或y 2a 2+x 2b 2=1(a >b >0). 由已知得2a =10,a =5.e =c a =45,∴c =4.∴b 2=a 2-c 2=25-16=9.∴椭圆方程为x 225+y 29=1或x 29+y 225=1. (2)依题意可设椭圆方程为 x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0).如图所示,△A 1F A 2为一等腰直角三角形,OF 为斜边A 1A 2的中线(高),且|OF |=c ,|A 1A 2|=2b ,∴c =b =3,∴a 2=b 2+c 2=18, 故所求椭圆的方程为x 218+y 29=1.2.求满足下列各条件的椭圆的标准方程.(1)已知椭圆的中心在原点,焦点在y 轴上,其离心率为12,焦距为8. (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)由题意知,2c =8,c =4, ∴e =c a =4a =12,∴a =8, 从而b 2=a 2-c 2=48,∴椭圆的标准方程是y 264+x 248=1. (2)由已知得⎩⎪⎨⎪⎧a =2c ,a -c =3,∴⎩⎪⎨⎪⎧a =23,c = 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.求椭圆离心率的关键是什么?[提示] 根据e =c a ,a 2-b 2=c 2,可知要求e ,关键是找出a ,b ,c 的等量关系.2.a ,b ,c 对椭圆形状有何影响?[提示] (1)e =ca =a 2-b 2a 2=1-⎝ ⎛⎭⎪⎫b a 2.已知F 1,F 2是椭圆的两个焦点,过F 1且与椭圆长轴垂直的直线交椭圆于A ,B 两点,若△ABF 2是正三角形,求该椭圆的离心率.【导学号:33242126】[思路探究] 由题设求得A 、B 点坐标,根据△ABC 是正三角形得出a ,b ,c 的关系,从而求出离心率.[解] 设椭圆的方程为x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0),焦点坐标为F 1(-c,0),F 2(c,0). 依题意设A 点坐标为⎝ ⎛⎭⎪⎫-c ,b 2a ,则B 点坐标为⎝ ⎛⎭⎪⎫-c ,-b 2a ,所以|AB |=2b 2a .由△ABF 2是正三角形得2c =32×2b 2a ,即3b 2=2ac , 又∵b 2=a 2-c 2, ∴3a 2-3c 2-2ac =0,两边同除以a 2得3⎝ ⎛⎭⎪⎫c a 2+2c a -3=0,解得e =c a =33.。
2018版高中数学北师大版选修2-1学案:第三章 1-1 椭圆

1.1 椭圆及其标准方程(二)学习目标 加深理解椭圆定义及标准方程,能够熟练求解与椭圆有关的轨迹问题.知识点 椭圆标准方程的认识与推导思考1 椭圆标准方程的几何特征与代数特征分别是什么?思考2 依据椭圆方程,如何确定其焦点位置?思考3 观察椭圆的形状,你认为怎样选择坐标系才能使椭圆的方程较简单?并写出求解过程.梳理 (1)椭圆的标准方程的形式(2)方程Ax 2+By 2=1表示椭圆的充要条件是____________. (3)椭圆方程中参数a ,b ,c 之间的关系为____________.类型一 椭圆标准方程的确定例1 求焦点在坐标轴上,且经过A (3,-2)和B (-23,1)两点的椭圆的标准方程.反思与感悟 求解椭圆的标准方程,可以利用定义,也可以利用待定系数法,选择求解方法时,一定要结合题目条件,其次需注意椭圆的焦点位置. 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(-32,52);(2)焦点在y 轴上,且经过两点(0,2)和(1,0).类型二 相关点法在求解椭圆方程中的应用例2 如图,在圆x 2+y 2=4上任取一点P ,过点P 作x 轴的垂线段PD ,D 为垂足.当点P 在圆上运动时,求线段PD 的中点M 的轨迹.引申探究若本例中“过点P 作x 轴的垂线段PD ”,改为“过点P 作y 轴的垂线段PD ”.那么线段PD 的中点M 的轨迹又是什么?反思与感悟 如果一个动点P 随着另一个在已知曲线上运动的动点Q 而运动,则求P 点的轨迹方程时一般用转代法来求解.基本步骤为(1)设点:设所求轨迹上动点坐标为P (x ,y ),已知曲线上动点坐标为Q (x 1,y 1).(2)求关系式:用点P 的坐标表示出点Q 的坐标,即得关系式⎩⎪⎨⎪⎧x 1=g (x ,y ),y 1=h (x ,y ).(3)代换:将上述关系式代入已知曲线方程得到所求动点轨迹的方程,并把所得方程化简即可. 跟踪训练2 如图所示,B 点坐标为(2,0),P 是以O 为圆心的单位圆上的动点,∠POB 的平分线交直线PB 于点Q ,求点Q 的轨迹方程.1.若方程x2m +y 2=1表示焦点在x 轴上的椭圆,则m 的取值范围为( )A.(1,+∞)B.(12,+∞) C.[1,+∞) D.(-∞,1) 2.设B (-4,0),C (4,0),且△ABC 的周长等于18,则动点A 的轨迹方程为( )A.x 225+y 29=1(y ≠0) B.y 225+x 29=1(y ≠0) C.x 216+y 216=1(y ≠0) D.y 216+x 29=1(y ≠0) 3.已知椭圆E :x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0)的右焦点为F (3,0),过点F 的直线交E 于A ,B 两点.若AB 的中点坐标为(1,-1),则椭圆E 的方程为____________.4.在椭圆x 23+y 2=1中,有一沿直线运动的粒子从一个焦点F 2出发经椭圆反射后经过另一个焦点F 1,再次被椭圆反射后又回到F 2,则该粒子在整个运动过程中经过的路程为________. 5.△ABC 的三边长a ,b ,c 成等差数列,且b =6,求顶点B 的轨迹方程.1.两种形式的椭圆的标准方程的比较如下表:2.所谓椭圆的标准方程,指的是焦点在坐标轴上,且两焦点的中点为坐标原点;在x2a2+y2b2=1与y2a2+x2b2=1这两个标准方程中,都有a>b>0的要求,如方程x2m+y2n=1(m>0,n>0,m≠n)就不能肯定焦点在哪个轴上;分清两种形式的标准方程,可与直线截距式xa+yb=1类比,如x2a2+y2b2=1中,由于a>b,所以在x轴上的“截距”更大,因而焦点在x轴上(即看x2,y2分母的大小). 要区别a2=b2+c2与习惯思维下的勾股定理c2=a2+b2.提醒:完成作业第三章§1 1.1(二)答案精析问题导学 知识点思考1 标准方程的几何特征:椭圆的中心在坐标原点,焦点在x 轴或y 轴上.标准方程的代数特征:方程右边为1,左边是关于x a 与yb 的平方和,并且分母为不相等的正值.思考2 把方程化为标准形式,与x 2,y 2相对应的分母哪个大,焦点就在相应的轴上. 思考3 (1)如图所示,以经过椭圆两焦点F 1,F 2的直线为x 轴,线段F 1F 2的垂直平分线为y 轴,建立直角坐标系xOy .(2)设点:设点M (x ,y )是椭圆上任意一点,且椭圆的焦点坐标为F 1(-c,0),F 2(c,0).(3)列式:依据椭圆的定义式|MF 1|+|MF 2|=2a 列方程,并将其坐标化为(x +c )2+y 2+(x -c )2+y 2=2a .①(4)化简:通过移项、两次平方后得到:(a 2-c 2)x 2+a 2y 2=a 2(a 2-c 2),为使方程简单、对称、便于记忆,引入字母b ,令b 2=a 2-c 2,可得椭圆标准方程为x 2a 2+y 2b2=1(a >b >0). ②(5)从上述过程可以看到,椭圆上任意一点的坐标都满足方程②,以方程②的解(x ,y )为坐标的点到椭圆的两个焦点F 1(-c,0),F 2(c,0)的距离之和为2a ,即以方程②的解为坐标的点都在椭圆上.由曲线与方程的关系可知,方程②是椭圆的方程,我们把它叫作椭圆的标准方程. 梳理 (2)A >0,B >0且A ≠B (3)a 2=b 2+c 2 题型探究例1 解 方法一 (1)当焦点在x 轴上时, 设椭圆的标准方程为x 2a 2+y 2b2=1(a >b >0),依题意有⎩⎪⎨⎪⎧(3)2a 2+(-2)2b2=1,(-23)2a2+12b2=1,解得⎩⎪⎨⎪⎧a 2=15,b 2=5.故所求椭圆的标准方程为x 215+y 25=1.(2)当焦点在y 轴上时,设椭圆的标准方程为y 2a 2+x 2b2=1(a >b >0),依题意有⎩⎪⎨⎪⎧(-2)2a 2+(3)2b2=1,12a 2+(-23)2b2=1,解得⎩⎪⎨⎪⎧a 2=5,b 2=15.此时不符合a >b >0,所以方程组无解. 故所求椭圆的标准方程为x 215+y 25=1.跟踪训练1 解 (1)∵椭圆的焦点在y 轴上, ∴设它的标准方程为y 2a 2+x 2b 2=1(a >b >0).由椭圆的定义知: 2a = (-32)2+(52+2)2+(-32)2+(52-2)2 =210,即a =10. 又c =2,∴b 2=a 2-c 2=6.∴所求的椭圆的标准方程为y 210+x 26=1.(2)∵椭圆的焦点在y 轴上,∴设它的标准方程为y 2a 2+x 2b 2=1(a >b >0).又椭圆经过点(0,2)和(1,0),∴⎩⎨⎧4a 2+0b 2=1,0a 2+1b 2=1,∴⎩⎪⎨⎪⎧a 2=4,b 2=1. ∴所求的椭圆的标准方程为y 24+x 2=1.例2 解 设点M 的坐标为(x ,y ),点P 的坐标为(x 0,y 0), 则x =x 0,y =y 02.因为点P (x 0,y 0)在圆x 2+y 2=4上,所以x 20+y 20=4.①把x 0=x ,y 0=2y 代入方程①, 得x 2+4y 2=4,即x 24+y 2=1.所以点M 的轨迹是一个焦点在x 轴上的椭圆. 引申探究解 设M (x ,y ),P (x 0,y 0),则x 20+y 20=4,(*)⎩⎪⎨⎪⎧x =x 02,y =y 0代入(*)式得y 24+x 2=1.故点M 的轨迹是一个焦点在y 轴上的椭圆.跟踪训练2 解 由三角形角平分线性质得|BQ ||QP |=|OB ||OP |=2.∴BQ →=2QP →.设Q (x ,y ),P (x 0,y 0), 则(x -2,y )=2(x 0-x ,y 0-y ),∴⎩⎪⎨⎪⎧x -2=2x 0-2x ,y =2y 0-2y ,∴⎩⎨⎧x 0=3x -22,y 0=3y2.又∵点P 在单位圆x 2+y 2=1上. ∴(3x -22)2+(32y )2=1.∴点Q 的轨迹方程为(3x -2)24+94y 2=1.当堂训练1.A2.A3.x 218+y 29=1 4.4 35.解 以直线AC 为x 轴,AC 的中点为原点,建立直角坐标系,设A (-3,0),C (3,0),B (x ,y ), 则|BC |+|AB |=a +c =2b =2|AC |=12, ∴B 点的轨迹是以A ,C 为焦点的椭圆, 且a ′=6,c ′=3,b ′2=27. 故所求的轨迹方程为x 236+y 227=1(y ≠0).。
2020-2021学年高中北师大版数学选修2-1学案:3.1.2+椭圆的简单性质+Word版含答案

1.2椭圆的简单性质知识点一椭圆的对称性及范围[填一填](1)椭圆x2a2+y2b2=1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,这个对称中心为椭圆的中心.(2)椭圆上所有的点都位于直线x=±a,y=±b所围成的矩形内,所以椭圆上点的坐标满足|x|≤a,|y|≤b.[答一答]如果知道椭圆在第一象限的图像,能否画出其他象限的图像?提示:可以.因为椭圆是以x轴、y轴为对称轴的轴对称图形,如把第一象限的图像关于x轴、y轴对称,就可得到第四、第二象限内的图像.又知椭圆是以原点为对称中心的中心对称图形,所以作出以原点为对称中心的中心对称图形就可得到第三象限内的图像,坐标轴上的点亦如此.知识点二椭圆的顶点、离心率[填一填](1)椭圆的对称轴与椭圆的交点称为椭圆的顶点.椭圆x2a2+y2b2=1中的a和b分别叫作椭圆的长半轴长和短半轴长.(2)我们规定椭圆的焦距与长轴长度的比叫作椭圆的离心率,用e表示,即e=ca.显然0<e<1,e越接近1,椭圆就越扁.反之,e越接近0,椭圆就越接近圆,当a=b时,c=0,这时两个焦点重合,图形变为圆,它的方程为x2+y2=a2.[答一答]你能运用三角知识解释为什么e=ca越大,椭圆越扁,e=ca越小,椭圆越接近于圆吗?提示:如图所示,在Rt△BF2O中,cos∠BF2O=ca,ca越大,∠BF2O越小,椭圆越扁;ca越小,∠BF2O越大,椭圆越接近于圆,当a=b时,图形变为圆.1.关于椭圆的简单性质的几个注意点:(1)椭圆的焦点F1,F2必在它的长轴上.(2)a是椭圆的长半轴长,b是椭圆的短半轴长,c是椭圆的半焦距,它们满足关系式a2=b2+c2(a>b>0,a>c>0).(3)求椭圆的离心率通常有两种方法:①若给定椭圆的方程,则根据焦点位置确定a2,b2,求出a,c的值,利用公式e=ca直接求解.②若椭圆的方程未知,则根据条件建立a,b,c,e满足的关系式,化为关于a,c的齐次方程,再将方程两边同除以a的最高次幂,得到e的方程,解方程求得e.(4)凡涉及椭圆上的点与焦点的连线问题,通常可考虑利用定义来解决.(5)绘制反映椭圆基本形状和大小的草图的方法:在画图时,利用了椭圆的对称性,利用图形的几何性质,可以简化画图过程,保证图形的准确性.根据椭圆的几何性质,用下面方法可以快捷地画出反映椭圆基本形状和大小的草图:以椭圆的长轴、短轴为邻边画矩形;由矩形四边的中点确定椭圆的四个顶点;用曲线将四个顶点连成一个椭圆,画图时要注意它们的对称性及顶点附近的平滑性.2.与椭圆有关的最值问题:(1)与椭圆有关的最值问题均具有较强的综合性,涉及数学知识的多种知识点,诸如几何、三角函数等,亦与椭圆的定义、方程联系紧密,思维能力要求比较高.(2)常用的方法有如下四种:①利用定义转化为几何问题来处理;②利用参数方程转化为三角函数的最值来处理;③利用数与形的结合,挖掘数学表达式的几何特征进而求解;④利用函数求最值的探求方法,将其转化为函数的最值问题来处理,此时应充分注意椭圆中x,y的范围,常常是化为闭区间上的二次函数的最值求解.题型一 已知椭圆方程,研究其几何性质【例1】 已知椭圆x 2+(m +3)y 2=m (m >0)的离心率e =32,求m 的值及椭圆的长轴和短轴的长、焦点坐标、顶点坐标.【思路探究】 将椭圆方程化为标准形式,用m 表示出a ,b ,c ,再由e =32,求出m 的值,然后再求2a,2b ,焦点坐标,顶点坐标.【解】 椭圆方程可化为x 2m +y 2m m +3=1(m >0),∵m -m m +3=m (m +2)m +3>0, ∴m >m m +3,即a 2=m ,b 2=m m +3. ∴c =a 2-b 2=m (m +2)m +3. 由e =32,得 m +2m +3=32,解得m =1, ∴椭圆的标准方程为x 2+y 214=1.∴a =1,b =12,c =32.∴椭圆的长轴长为2,短轴长为1,两焦点坐标分别为F 1⎝ ⎛⎭⎪⎫-32,0,F 2⎝ ⎛⎭⎪⎫32,0, 顶点坐标分别为A 1(-1,0),A 2(1,0),B 1⎝ ⎛⎭⎪⎫0,-12, B 2⎝ ⎛⎭⎪⎫0,12.规律方法求椭圆的性质时,应把椭圆方程化为标准方程,注意分清楚焦点的位置,准确地写出a,b的数值,进而求出c及椭圆的长轴和短轴的长、离心率、焦点和顶点的坐标等几何性质.求椭圆x2+9y2=81的长轴长、短轴长、离心率、焦点和顶点坐标.解:把已知方程化成标准方程得x281+y29=1,则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).题型二利用椭圆的几何性质,求椭圆的方程【例2】写出满足下列条件的椭圆的标准方程:(1)一焦点坐标为(-3,0),一顶点坐标为(0,5);(2)短轴的一个端点到一个焦点的距离为5,焦点到椭圆中心的距离为3;(3)一顶点为A(2,0),离心率为2 2.【思路探究】根据题中所给条件,结合椭圆的简单性质定位(即确定焦点位置)、定量(即确定长轴和短轴的长).若没有指明焦点位置,要分焦点在x轴上和y轴上这两种情况进行讨论.【解】(1)由椭圆的一个焦点坐标为(-3,0),可知椭圆的焦点在x 轴上,且c=3.又由一顶点坐标为(0,5),可得b=5,所以a2=b2+c2=25+9=34.所以所求椭圆的标准方程为x234+y225=1.(2)由题意知a=5,c=3,所以b2=25-9=16,又焦点所在坐标轴可为x 轴,也可为y 轴,所以所求椭圆的标准方程为x 225+y 216=1或y 225+x 216=1.(3)当椭圆的焦点在x 轴上时,因为a =2,e =c a =22,所以c =2,从而b 2=a 2-c 2=2,所以所求椭圆的标准方程为x 24+y 22=1; 当椭圆的焦点在y 轴上时,因为b =2,e =c a =22,所以a 2-b 2a =22,所以a 2=8,所以所求椭圆的标准方程为y 28+x 24=1.综上可知,所求椭圆的标准方程为x 24+y 22=1或y 28+x 24=1.规律方法 由椭圆的简单性质求椭圆标准方程的步骤:(1)确定焦点所在的位置,进而确定椭圆标准方程的形式,若焦点位置不确定,则需分类讨论;(2)由条件直接确定a ,b 的值或建立关于a ,b ,c 的方程(组),解出a ,b 的值;(3)写出椭圆的标准方程.(1)与椭圆9x 2+5y 2=45有共同的焦点,且经过点M (2,6)的椭圆的标准方程为y 212+x 28=1.(2)已知椭圆C 以坐标轴为对称轴,长轴长是短轴长的5倍,且经过点A (5,0),则此椭圆的标准方程为x 225+y 2=1或y 2625+x 225=1.解析:(1)方法1:由9x 2+5y 2=45,得x 25+y 29=1,其焦点坐标分别为F 1(0,2),F 2(0,-2).设所求椭圆的标准方程为y 2a 2+x 2b 2=1(a >b >0).因为点M (2,6)在椭圆上,所以|MF 1|+|MF 2|=2a ,即2a =(2-0)2+(6-2)2+(2-0)2+(6+2)2=43,解得a =2 3.又c =2,所以b 2=a 2-c 2=8,所以所求椭圆的标准方程为y 212+x 28=1.方法2:由方法1,知F 1(0,2),F 2(0,-2),设所求椭圆的标准方程为y 2λ+4+x 2λ=1(λ>0). 将x =2,y =6代入,得6λ+4+4λ=1,解得λ1=8,λ2=-2(舍去),所以所求椭圆的标准方程为y 212+x 28=1.(2)方法1:若椭圆的焦点在x 轴上,设其标准方程为x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0),由题意,得⎩⎨⎧ 2a =5×2b ,25a 2+0b 2=1,解得⎩⎪⎨⎪⎧a =5,b =1, 故所求椭圆的标准方程为x 225+y 2=1.若椭圆的焦点在y 轴上,设其标准方程为y 2a 2+x 2b 2=1(a >b >0),由题意,得⎩⎨⎧ 2a =5×2b ,0a 2+25b 2=1,解得⎩⎪⎨⎪⎧a =25,b =5, 故所求椭圆的标准方程为y 2625+x 225=1.综上所述,所求椭圆的标准方程为x 225+y 2=1或y 2625+x 225=1.方法2:设椭圆方程为x 2m +y 2n =1(m >0,n >0,m ≠n ),由题意,得⎩⎨⎧25m +0n=1,2m =5×2n 或⎩⎨⎧ 25m +0n=1,2n =5×2m ,解得⎩⎪⎨⎪⎧m =25,n =1或⎩⎪⎨⎪⎧ m =25,n =625. 故所求椭圆的标准方程为x 225+y 2=1或y 2625+x 225=1. 题型三 求椭圆的离心率【例3】 已知F 1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PF 1⊥F 1A ,PO ∥AB (O 为椭圆中心)时,求椭圆的离心率.【思路探究】 求离心率,即求c a ,只需求出a ,c 的值或将a ,c用同一个量表示.本题没有具体数值,因此只需得出a ,c 的关系,这由PF 1⊥F 1A ,PO ∥AB 易得.【解】 设椭圆方程为x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0),F 1(-c,0),c 2=a 2-b 2, 则P (-c ,b 1-c 2a 2),即P (-c ,b 2a ).∵AB ∥PO ,∴k AB =k OP ,即-b a =-b 2ac .∴b =c .又a =b 2+c 2=2c ,∴e =c a =22. 规律方法 将垂直与平行的条件用坐标表示,得到a ,c 的关系式是关键.已知椭圆的方程为x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0),与x 轴正半轴交于点A ,O 为坐标原点,如果椭圆上存在点M ,使∠OMA =90°,求离心离e 的取值范围.解:以OA 为直径的圆的方程为(x -a 2)2+y 2=a 24,问题转化为该圆与椭圆有交点,∴由⎩⎪⎨⎪⎧ (x -a 2)2+y 2=a 24,x 2a 2+y 2b 2=1.消去y ,并整理得(a 2-b 2)x 2-a 3x +a 2b 2=0, 解之得x 1=ab 2a 2-b2,x 2=a . 由于M 点不在x 轴上,故舍去x =a ,∴x =ab 2a 2-b2=a (1-e 2)e 2. 由于0<x <a ,∴0<a (1-e 2)e 2<a .∴22<e <1.题型四 椭圆中的最值问题【例4】 如图,已知定点A (2,1),椭圆x 2m +y 28=1的一个焦点F 2(1,0),P 是椭圆上的点.求:|P A |+|PF 2|的最值.【思路探究】 可利用椭圆的定义将问题转化求解.【解】 ∵焦点F 2(1,0)在x 轴上,∴m -8=1,即m =9,椭圆方程为x 29+y 28=1.设椭圆的左焦点为F 1,|P A |+|PF 2|=|P A |+2a -|PF 1|=6+(|P A |-|PF 1|).如图,连接AF 1并延长交椭圆于P 1,反向延长AF 1交椭圆于P 2,P 1,P 2分别使|P A |+|PF 2|取得最大值6+10和最小值6-10.规律方法 利用椭圆的定义将问题转化,借助“三角形两边之和大于第三边”与“三角形两边之差小于第三边”,而当三点共线时取得最小(大)值.F 1是椭圆x 29+y 25=1的左焦点,P 是椭圆上的动点,A (1,1)为定点,则|P A |+|PF 1|的最小值是( B )A .9- 2B .6- 2C .3+ 2D .6+ 2解析:如图,连接F 2A 并延长交椭圆于点P ′,P 是椭圆上一动点,连接PF 1,PF 2,P A .∵|PF 1|+|P A |+|AF 2|≥|PF 1|+|PF 2|,而|PF 1|+|PF 2|=|P ′F 1|+|P ′F 2|=|P ′F 1|+|P ′A |+|AF 2|,∴|PF 1|+|P A |+|AF 2|≥|P ′F 1|+|P ′A |+|AF 2|. ∴|PF 1|+|P A |≥|P ′F 1|+|P ′A | =|P ′F 1|+|P ′F 2|-|AF 2|=6- 2.(当P 与P ′重合时取“=”号)——易错警示—— 忽视离心率的范围致错【例5】如图,设椭圆x2a2+y2b2=1(a>b>0)的两焦点为F1,F2,若在椭圆上存在一点P,使PF1→·PF2→=0,则椭圆的离心率e的取值范围是________.【误解】由题意PF1→·PF2→=0,得PF1→⊥PF2→.∴点P在以F1F2为直径的圆上,又P在椭圆上,∴圆x2+y2=c2与椭圆x2a2+y2b2=1有公共点,由图知,b≤c,即b2≤c2⇒a2-c2≤c2⇒ca≥22⇒e≥22,∴椭圆的离心率e的取值范围是[22,+∞).【正解】由题意PF1→·PF2→=0,得PF1→⊥PF2→.∴点P在以F1F2为直径的圆上,又P在椭圆上,∴圆x2+y2=c2与椭圆x2a2+y2b2=1有公共点,由图知,b≤c<a,即b2≤c2<a2⇒a2-c2≤c2<a2⇒22≤ca<1,即22≤e<1,∴椭圆的离心率e的取值范围是[22,1).【答案】[22,1)规律方法本题在求解过程中,因忽视离心率的范围导致错解,对于椭圆的离心率必须满足0<e<1.直线y=-3x与椭圆C:x2a2+y2b2=1(a>b>0)交于A,B两点,以线段AB为直径的圆恰好经过椭圆的右焦点,则椭圆C的离心率为(C) A.32 B.3-12C.3-1 D.4-2 3解析:设椭圆的左、右焦点分别为F1,F2,由题意可得|OF2|=|OA|=|OB|=|OF1|=c,由y=-3x,得∠AOF2=2π3,∠AOF1=π3.∴|AF2|=3c,|AF1|=c.由椭圆的定义知,|AF1|+|AF2|=2a,∴c+3c=2a,∴e=ca=3-1.1.椭圆x24+y2=1的两个焦点为F1,F2,过F1作垂直于x轴的直线与椭圆相交,一个交点为P,则|PF2→|等于(C)A.32B.- 3C.72D.4解析:易知|PF1→|=12,∴|PF2→|=2a-|PF1→|=4-12=72.2.椭圆x225+y29=1与x29-k+y225-k=1(0<k<9)的关系为(B)A .有相等的长、短轴B .有相等的焦距C .有相同的焦点D .有相同的顶点解析:对于x 225+y 29=1,有c 2=25-9=16,∴c =4,对于x 29-k +y225-k=1,有c 2=25-k -(9-k )=16,∴c =4.故它们有相等的焦距.3.椭圆x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0)的左焦点F 到过顶点A (-a,0),B (0,b )的直线的距离为b7,则椭圆的离心率为( A ) A.12 B.54 C.7-76D.7+76解析:如图,过点F 作FP ⊥AB ,交AB 于点P ,连接BF ,|AB |=a 2+b 2,|AF |=a -c ,|FP |=b 7,由△AFB 的面积公式得a 2+b 2·b 7=(a -c )·b .又因为b 2=a 2-c 2,整理得8c 2-14ac +5a 2=0,所以8(c a )2-14·c a +5=0,即8e 2-14e +5=0.所以e =12或e =54(舍去),所以e =12.4.已知椭圆的中心在原点,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,则此椭圆的标准方程为x 281+y 272=1.解析:由两个焦点三等分长轴知3×2c =2a ,即a =3c ,又a =9,∴c =3,∴b 2=a 2-c 2=81-9=72,∴所求椭圆的标准方程为:x 281+y272=1.5.已知1m +2n =1(m >0,n >0),当m ·n 取得最小值时,求椭圆x 2m 2+y 2n 2=1的离心率.解:∵1m +2n =1(m >0,n >0), ∴1m +2n ≥22mn ,即m ·n ≥8,当且仅当1m =2n ,即n =2m 时等号成立,∴⎩⎪⎨⎪⎧n =2m ,mn =8,∴m =2,n =4,∴c 2=n 2-m 2=16-4=12, ∴c =23,∴e =c n =32.。
高中数学选修2-1北师大版 椭圆的简单性质 学案1(含答案)

1.2 椭圆的简单性质自主整理椭圆2222by a x +=1(a >b >0)的简单性质1.对称性椭圆2222by a x +=1是以x 轴,y 轴为对称轴的_____________,且是以原点为对称中心的_____________,这个对称中心称为_____________. 2.范围椭圆上所有的点都位于直线_____________所围成的矩形内,所以椭圆上点的坐标满足_____________. 3.顶点(1)椭圆的对称轴与椭圆的交点称为椭圆的_____________. (2)椭圆2222b y a x +=1的四个顶点的坐标分别为A 1_____________,A 2_____________,B 1_____________,B 2_____________. (3)线段A 1A 2,B 1B 2分别叫作椭圆的_____________和_____________,|A 1A 2|=_____________,|B 1B 2|=_____________. (4)a 和b 分别叫作椭圆的_____________和_____________. 4.离心率(1)我们规定椭圆的焦距与长轴长度的比叫作椭圆的_____________,用e 表示,e=_____________.(2)e 的取值范围是.e 越接近1,椭圆就越_____________,反之,e 越接近0,椭圆接近于_____________.当且仅当a=b 时,c=0,这时两个焦点重合,图形变为_____________,它的方程为_____________. 高手笔记我们根据椭圆的标准方程2222by a x +=1(a >b >0)来研究椭圆的几何性质.(1)椭圆的范围.由标准方程可知,椭圆上点的坐标(x,y)都适合不等式22ax ≤1,22b y ≤1,即x 2≤a 2,y 2≤b 2,所以|x|≤a,|y|≤b.这说明椭圆位于直线x=±a 和y=±b 所围成的矩形区域里. (2)椭圆的对称性.①判断曲线关于x 轴,y 轴,原点对称的依据.a.若把方程中的x 换成-x,方程不变,则曲线关于y 轴对称;b.若把方程中的y 换成-y,方程不变,则曲线关于x 轴对称;c.若把方程中的x,y 同时换成-x,-y,方程不变,则曲线关于原点对称. ②椭圆关于x 轴,y 轴对称,也关于原点对称.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,所以图形关于y 轴,x 轴和原点都是对称的.这时,坐标轴是椭圆的对称轴,原点是椭圆的对称中心.椭圆的对称中心叫作椭圆的中心. (3)椭圆的顶点.①椭圆2222by a x +=1(a >b >0)与坐标轴的交点.令x=0,得y=±b;令y=0,得x=±a.这说明A 1(-a,0),A 2(a,0)是椭圆与x 轴的两个交点,B 1(0,-b),B 2(0,b)是椭圆与y 轴的两个交点.因为x 轴,y 轴是椭圆的对称轴,所以,椭圆和它的对称轴有四个交点,这四个交点叫作椭圆的顶点.②椭圆的长轴,短轴.线段A 1A 2叫作椭圆的长轴,它的长为2a,a 叫作椭圆的长半轴长. 线段B 1B 2叫作椭圆的短轴,它的长为2b,b 叫作椭圆的短半轴长. (4)椭圆的离心率.椭圆的焦距与长轴长的比,称作椭圆的离心率,记作e=ac a c =22. 因为a >c >0, 所以0<e <1.e 越接近1,则c 就越接近a,从而b=22c a -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.当且仅当a=b 时,c=0,这时两个焦点重合,图形这时就变为圆,此时方程即为x 2+y 2=a 2. 名师解惑1.如何解决与特征△PF 1F 2(P 为椭圆上的点)有关的计算问题?剖析:一般涉及与△PF 1F 2有关的计算问题时,常考虑到用椭圆的定义及余弦定理(或勾股定理),面积公式相结合的方法进行计算与解题. 2.如何研究椭圆的扁圆程度与离心率的关系? 剖析:离心率e=ac与a,b,c 之间的关系:c 2=a 2-b 2,长轴与短轴的长短关系决定椭圆形状的变化.椭圆的离心率e=a c ,用a,b 表示为e=2)(1ab -,当a b 越小时,椭圆越扁,e 越大;当a b 越大,椭圆趋近圆,e 越小,并且0<e <1.讲练互动【例1】已知椭圆的长轴长是短轴长的2倍,且过点(2,-6),求椭圆的标准方程. 解析:设出方程,将点的坐标代入,求a 2,b 2,用待定系数法求方程.答案:设椭圆的标准方程为2222b y a x +=1或2222by a x +=1(a >b >0).由已知a=2b,又过点(2,-6),所以1)6(22222=-+b a 或12)6(2222=+-ba . 所以⎪⎩⎪⎨⎧==⎪⎩⎪⎨⎧==.13,5237,1482222b a b a 或所以所求方程为3714822y x +=1或135222x y +=1. 绿色通道当方程有两种形式时,应分类求解,即设出两种形式的方程,再由其他条件求出参数.椭圆的长轴长为2a,短轴长为2b,它们之间的关系确定题中椭圆的形状. 变式训练1.已知c=8,e=32,求椭圆的标准方程. 答案:因为e=32,所以a c =32.又因为c=8,所以a=12.所以b 2=a 2-c 2=122-82=80.所以所求椭圆的标准方程为118014411801442222=+=+x y y x 或. 【例2】已知椭圆x 2+(m+3)y 2=m(m >0)的离心率e=23,求m 的值及椭圆的长轴和短轴的长,焦点坐标,顶点坐标.解析:解决本题的关键是确定m 的值,应先将椭圆方程化为标准形式,用m 表示a,b,c,再由e=23,求出m 的值. 答案:椭圆方程可化为m y m x 22+=1, 因为m-3+m m =3)2(++m m m >0, 所以m >3+m m,即a 2=m,b 2=3)2(22++=-m m m b a .由e=23,得32++m m =23,所以m=1.所以椭圆的标准方程为x 2+412y =1.所以a=1,b=21,c=23. 所以椭圆的长轴长为2,短轴长为1;两焦点坐标分别为F 1(23-,0),F 2(23,0);四个顶点分别为A 1(-1,0),A 2(1,0),B 1(0,21-),B 2(0, 21).绿色通道解决有关椭圆的问题,一般首先应弄清椭圆的类型,而椭圆的类型又决定于焦点的坐标.要掌握好椭圆的几何性质:范围,对称性,顶点,离心率.熟练掌握椭圆的定义,标准方程,几何性质这些基本概念是解决计算问题,证明问题及其他有关问题的基础和关键. 变式训练2.椭圆9x 2+y 2=81的长轴长为___________,短轴长为___________,焦点坐标为___________,顶点坐标为___________,离心率为___________.解析:将9x 2+y 2=81化为标准方程1932222=+y x ,所以椭圆长轴在y 轴上,其中a=9,b=3,c=62.所以长轴长2a=18,短轴长2b=6,焦点坐标为F 1(0,-62)、F 2(0,62),顶点坐标为A 1(-3,0),A 2(3,0),B 1(0,-9),B 2(0,9). 离心率为e=322926==a c . 答案:18 6 (0,-62),(0,62) (-3,0),(3,0),(0,-9),(0,9)322 【例3】椭圆2222by a x +=1(a >b >0)的左焦点为F 1(-c,0),A(-a,0),B(0,b)是两个顶点,如果F 1到直线AB 的距离为7b,则椭圆的离心率e=___________-. 解析:要求e 的值,就是要求出a,c 的值或a 与c 的关系,为此需利用F 1到直线AB 的距离为7b 建立方程,从而求解.答案:如图,过点F 1作F 1P ⊥AB,交AB 于P,|AB|=22b a +,|AF 1|=a-c,|F 1P|=7b,由△AF 1B 面积公式得a 2+b 2·7b=(a-c)·b.又因为b 2=a 2-c 2,所以整理得8c 2-14ac+5a 2=0.所以8(a c )2-14·a c+5=0,即8e 2-14e+5=0. 所以e=21或e=45(舍去).所以e=21绿色通道解决椭圆离心率的问题,要利用题目中条件及椭圆的几何性质,建立关于a,b 的方程进而求出离心率.同时要注意0<e <1,同时题目中还利用了三角形面积的转换与点到直线的距离公式. 变式训练3.设M 为椭圆2222by a x +=1上一点,F 1,F 2为椭圆的焦点,如果∠MF 1F 2=75°,∠MF 2F 1=15°,求椭圆的离心率. 答案:由正弦定理得︒+︒=︒+︒+=︒=︒︒75sin 15sin 275sin 15sin ||||75sin ||15sin ||90sin 22121aMF MF MF MF c ,所以e=3660sin 2115cos 15sin 1=︒=︒+︒=a c .。
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椭圆及其标准方程(一)导学案【学习要求】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.【学法指导】1.通过自己亲自动手尝试画图,发现椭圆的形成过程进而归纳出椭圆的定义,培养观察、辨析、归纳问题的能力.2.通过经历椭圆方程的化简,增强战胜困难的意志并体会数学的简洁美、对称美,通过讨论椭圆方程推导的等价性,养成扎实严谨的科学态度【知识要点】1.椭圆:平面内与两个定点F 1,F 2的 的点的轨迹叫做椭圆(ellipse).这两个定点叫做椭圆的 ,两焦点间的距离叫做椭圆的 . 2.探究点一 椭圆的定义问题1 给你两个图钉、一根无弹性的细绳、一张纸板,能画出椭圆吗?问题2 动点P 到两定点A 、B 的距离之和|P A |+|PB |=2a (a >0且a 为常数)的轨迹一定是椭圆吗?探究点二 椭圆的标准方程问题1 观察椭圆的形状,你认为怎样选择坐标系才能使椭圆的方程较简单?并写出求解过程.问题2 建系时如果焦点在y 轴上会得到何种形式的椭圆方程?怎样判定给定的椭圆焦点在哪个坐标轴上?问题3 椭圆方程中的a 、b 以及参数c 有什么意义,它们满足什么关系?例1 (1)已知椭圆的两个焦点坐标分别是(-2,0),(2,0),并且经过点⎝⎛⎭⎫52,-32,求它的标准方程; (2)若椭圆经过两点(2,0)和(0,1),求椭圆的标准方程.跟踪训练1 (1)已知中心在原点,以坐标轴为对称轴,椭圆过点Q (2,1)且与椭圆x 29+y 24=1有公共的焦点,求椭圆的标准方程;(2)已知椭圆的中心在原点,以坐标轴为对称轴,且经过P 1(6,1),P 2(-3,-2)两点,求椭圆的标准方程.例2 已知方程x 2k -4-y 2k -10=1表示焦点在x 轴上的椭圆,则实数k 的取值范围为__________.跟踪训练2 若方程x 2m -y 2m 2-2=1表示焦点在y 轴上的椭圆,那么实数m 的取值范围是 ( )A .m >0B .0<m <1C .-2<m <1D .m >1且m ≠ 2探究点三 椭圆的定义及标准方程的应用例3 已知椭圆的方程为x 24+y 23=1,椭圆上有一点P 满足∠PF 1F 2=90°(如图).求△PF 1F 2的面积.跟踪训练3 已知椭圆x 249+y 224=1上一点P 与椭圆两焦点F 1、F 2的连线夹角为直角,则|PF 1|·|PF 2|=________【当堂检测】1.椭圆x 225+y 2=1上一点P 到一个焦点的距离为2,则点P 到另一个焦点的距离为 ( )A .5B .6C .7D .82.若方程x 225-m +y 2m +9=1表示焦点在y 轴上的椭圆,则实数m 的取值范围是 ( )A .-9<m <25B .8<m <25C .16<m <25D .m >83.椭圆x 216+y 232=1的焦距为________.4.已知椭圆经过点(3,0)且与椭圆x 24+y 29=1的焦点相同,则这个椭圆的标准方程为____________【课堂小结】1.平面内到两定点F 1,F 2的距离之和为常数,即|MF 1|+|MF 2|=2a , 当2a >|F 1F 2|时,轨迹是椭圆;当2a =|F 1F 2|时,轨迹是一条线段F 1F 2; 当2a <|F 1F 2|时,轨迹不存在.2.对于求解椭圆的标准方程一般有两种方法:可以通过待定系数法求解,也可以通过椭圆的定义进行求解. 3.用待定系数法求椭圆的标准方程时,若已知焦点的位置,可直接设出标准方程;若焦点位置不确定,可分两种情况求解;也可设Ax 2+By 2=1(A >0,B >0,A ≠B )求解,避免了分类讨论,达到了简化运算的目的.【拓展提高】1.已知P 是椭圆13422=+y x 上的点,21F F 、分别是椭圆的左、右焦点,21=,则21PF F ∆的面积为( ) A .33B .3C .32D .33 2.已知椭圆的两焦点为P F F ),0,1()0,1(21、-为椭圆上一点,且21212PF PF F F += (1)求此椭圆方程(2)若点P 在第二象限,21012,120F PF PF F ∆=∠求的面积3.如果点),(y x M 在运动过程中总满足关系10)3()3(2222=+++-+y x y x ,点M 的轨迹是 ,它的方程是 4. 椭圆22194x y +=的焦点为F 1、F 2,点P 为其上的动点,当21PF F ∠为钝角时,求P 点横坐标的取值范围。
【课后作业】一、基础过关1.设F 1,F 2为定点,|F 1F 2|=6,动点M 满足|MF 1|+|MF 2|=6,则动点M 的轨迹是( ) A .椭圆 B .直线 C .圆 D .线段2.设F 1,F 2是椭圆x 225+y 29=1的焦点,P 为椭圆上一点,则△PF 1F 2的周长为( )A .16B .18C .20D .不确定3.“1<m <3”是“方程x 2m -1+y23-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 4.已知F 1,F 2是椭圆x 224+y249=1的两个焦点,P 是椭圆上一点,且|PF 1|∶|PF 2|=4∶3,则三角形PF 1F 2的面积等于( )A .24B .26C .22 2D .24 25.焦点在坐标轴上,且a 2=13,c 2=12的椭圆的标准方程为 ( )A .x 213+y 212=1B .x 213+y 225=1或x 225+y 213=1C .x 213+y 2=1D .x 213+y 2=1或x 2+y 213=16.方程x 22m -y2m -1=1表示焦点在y 轴上的椭圆,则m 的取值范围是________.7.已知椭圆两焦点为F 1、F 2,a =32,过F 1作直线交椭圆于A 、B 两点,则△ABF 2的周长为______.8.求经过两点P 1⎝⎛⎭⎫13,13,P 2⎝⎛⎭⎫0,-12的椭圆的标准方程. 二、能力提升9.已知两椭圆ax 2+y 2=8与9x 2+25y 2=100的焦距相等,则a 的值为 ( )A .9或917B .34或32C .9或34D .917或3210.已知椭圆x 225+y29=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________.11.已知椭圆y 2a 2+x 2b 2=1 (a >b >0)的焦点分别是F 1(0,-1),F 2(0,1),且3a 2=4b 2.(1)求椭圆的方程;(2)设点P 在这个椭圆上,且|PF 1|-|PF 2|=1,求∠F 1PF 2的余弦值.12.如图,已知椭圆的方程为x 24+y 23=1,P 点是椭圆上的一点,且∠F 1PF 2=60°,求△PF 1F 2的面积.三、探究与拓展13.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,求曲线E 的方程.椭圆及其标准方程(二)导学案【学习要求】加深理解椭圆定义及标准方程,能熟练求解与椭圆有关的轨迹问题.【学法指导】通过例题的学习,进一步用运动、变化的观点认识椭圆,感知数学与实际生活的联系,通过生成椭圆的不同方法,体会椭圆的几何特征的不同表现形式.【双基检测】1.设定点F 1(0,-3)、F 2(0,3),动点P 满足条件|PF 1|+|PF 2|=a +9a (a >0),则点P 的轨迹是 ( )A .椭圆B .线段C .不存在D .椭圆或线段2.已知椭圆5x 2+ky 2=5的一个焦点坐标是(0,2),那么k 的值为 ( ) A .-1 B .1 C . 5D .- 53.“m >n >0”一定是“方程mx 2+ny 2=1表示焦点在y 轴上的椭圆”吗?4.椭圆x 212+y 23=1的焦点为F 1和F 2,点P 在椭圆上,线段PF 1的中点在y 轴上,那么|PF 1|是|PF 2|的_____倍.5.已知椭圆的焦距是2,且焦距是椭圆上一点到两焦点距离的等差中项,求椭圆的标准方程【问题探究】探究点一 定义法求轨迹方程例1 如图,P 为圆B :(x +2)2+y 2=36上一动点,点A 坐标为(2,0),线段AP 的垂直平分线交直线BP 于点Q ,求点Q 的轨迹方程.跟踪训练1 已知圆A :100)3(22=++y x ,圆A 内一定点B (3,0),圆P 过B 且与圆A 内切,求圆心P 的轨迹方程探究点二 相关点法求轨迹方程例2 如图,在圆x 2+y 2=4上任取一点P ,过点 P 作x 轴的垂线段PD ,D 为垂足.当点P 在圆上运动时,线段PD 的中点M 的轨迹是什么?为什么? 问题 从例2你能发现椭圆与圆之间的关系吗?跟踪训练2 如图,设P 是圆x 2+y 2=25上的动点,点D 是P 在x 轴上的投影,M 为PD 上一点,且|MD |=45|PD |.当P 在圆上运动时,求点M 的轨迹C 的方程,并判断此曲线的类型.探究点三 直接法求轨迹方程例3 如图,设点A ,B 的坐标分别为(-5,0),(5,0).直线AM ,BM 相交于点M ,且它们的斜率之积是-49,求点M 的轨迹方程.问题 若将例3中的-49改为a (a <0),曲线形状如何?跟踪训练3 已知M (4,0),N (1,0),若动点P 满足MN →·MP →=6|NP →|.求动点P 的轨迹C 的方程.【当堂检测】1.已知椭圆x 2m +y216=1上的一点P 到椭圆一个焦点的距离为3,到另一焦点距离为7,则m 等于 ( )A .10B .5C .15D .252.椭圆x 2m +y 24=1的焦距等于2,则m 的值为 ( )A .5B .8C .5或3D .16 3.设B (-4,0),C (4,0),且△ABC 的周长等于18,则动点A 的轨迹方程为 ( ) A .x 225+y 29=1 (y ≠0)B .y 225+x 29=1 (y ≠0)C .x 216+y 216=1 (y ≠0)D .y 216+x 29=1 (y ≠0)4.椭圆x29+y 2=1上有动点P ,F 1,F 2是椭圆的两个焦点,求△PF 1F 2的重心M 的轨迹方程.【课堂小结】1.解答与椭圆有关的求轨迹问题的一般思路是2.注意题目要求中求轨迹和求轨迹方程的区别.【拓展提高】1.已知椭圆x 29+y 24=1的左、右焦点分别是F 1、F 2,P 是椭圆上的一个动点,如果延长F 1P 到Q ,使|PQ |=|PF 2|,那么动点Q 的轨迹方程为________2.设F 1、F 2为椭圆22194x y +=的两个焦点,P 为椭圆上一点,已知P 、F 1、F 2是一个直角三角形的三个顶点,且21PF PF >,求21PF PF 的值3.B A 、,3=分别在y 轴和x 轴上运动,O 为坐标原点,若OB OA OP 3231+=,则点P 的轨迹方程为4.椭圆31222y x +=1的一个焦点为F 1,点P 在椭圆上.如果线段PF 1的中点M 在y 轴上, 那么点M 的纵坐标是【课后作业】一、基础过关1.设F 1,F 2为定点,|F 1F 2|=10,动点M 满足|MF 1|+|MF 2|=8,则动点M 的轨迹是( ) A .线段B .椭圆C .圆D .不存在 2.椭圆25x 2+16y 2=1的焦点坐标为( )A .(±3,0)B .⎝⎛⎭⎫±13,0 C .⎝⎛⎭⎫±320,0D .⎝⎛⎭⎫0,±320 3.椭圆x 24+y 2=1的两个焦点为F 1、F 2,过F 1作垂直于x 轴的直线与椭圆相交,一个交点为P ,则|PF 2|等于 ( )A .32B . 3C .72D .44.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5.曲线x 225+y 29=1与x 29-k +y 225-k =1 (0<k <9)的关系是( )A .有相等的焦距,相同的焦点B .有相等的焦距,不同的焦点C .有不相等的焦距,不同的焦点D .以上都不对6.椭圆x 2a 2+y 2b 2=1 (a >b >0)的两个焦点为F 1、F 2,点P 在椭圆C 上,且PF 1⊥F 1F 2,|PF 1|=43,|PF 2|=143.求椭圆C 的方程.7.△ABC 的三边a ,b ,c 成等差数列,且a >b >c ,A ,C 的坐标分别为(-1,0),(1,0),求顶点B 的轨迹方程.二、能力提升8.设F 1、F 2分别是椭圆x 216+y 27=1的左、右焦点,若点P 在椭圆上,且PF 1→·PF 2→=0,则|PF 1→+PF 2→|=________.9.已知A ⎝⎛⎭⎫-12,0,B 是圆F :⎝⎛⎭⎫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P ,则动点P 的轨迹方程为______________.10.曲线C 是平面内与两个定点F 1(-1,0)和F 2(1,0)的距离的积等于常数a 2 (a >1)的点的轨迹,给出下列三个结论:①曲线C 过坐标原点;②曲线C 关于坐标原点对称;③若点P 在曲线C 上,则△F 1PF 2的面积不大于12a 2.其中,所有正确结论的序号是__________.11.已知点M 在椭圆x 236+y 29=1上,MP ′垂直于椭圆焦点所在的直线,垂足为P ′,并且M 为线段PP ′的中点,求P 点的轨迹方程.12.P 是椭圆x 2a 2+y 2b 2 =1 (a >b >0)上的任意一点,F 1,F 2是它的两个焦点,O 为坐标原点,OQ →=PF 1→+PF 2→,求动点Q 的轨迹方程.三、探究与拓展13.在面积为1的△PMN 中,tan ∠PMN =12,tan ∠MNP =-2,建立适当的平面直角坐标系,求以M ,N 为焦点,且经过点P 的椭圆的方程椭圆的简单几何性质(一)导学案【学习要求】1.理解椭圆的简单几何性质.2.利用椭圆的简单几何性质解决一些简单问题.【学法指导】通过几何图形观察,代数方程验证的学习过程,体会数形结合的数学思想.通过几何性质的代数研究,养成辩证统一的世界观.【知识要点】12当椭圆的离心率越 ,则椭圆越扁;当椭圆离心率越 ,则椭圆越接近于圆.【问题探究】探究点一椭圆的简单几何性质问题1观察椭圆x2a2+y2b2=1 (a>b>0)的形状,你能从图中看出它的范围吗?它具有怎样的对称性?椭圆上哪些点比较特殊?问题2如何用椭圆的标准方程(代数方法)研究你观察到的几何性质?问题3观察不同的椭圆,椭圆的扁平程度不一样,怎样刻画椭圆的扁平程度呢?问题4(1)ba或cb的大小能刻画椭圆的扁平程度吗?为什么?(2)你能运用三角函数的知识解释:为什么e=ca越大,椭圆越扁?e=ca越小,椭圆越圆吗?问题5比较下列各组中椭圆的形状,哪一个更圆,哪一个更扁?为什么?(1)4x2+9y2=36与x225+y220=1;(2)9x2+4y2=36与x212+y216=1.例1求椭圆m2x2+4m2y2=1 (m>0)的长轴长、短轴长、焦点坐标、顶点坐标和离心率.跟踪训练1已知椭圆方程为4x2+9y2=36,求椭圆的长轴长、短轴长、焦点坐标、顶点坐标和离心率.探究点二由椭圆的几何性质求方程例2椭圆过点(3,0),离心率e=63,求椭圆的标准方程.跟踪训练2求适合下列条件的椭圆的标准方程.(1)长轴在x轴上,长轴的长等于12,离心率等于23;(2)长轴长是短轴长的2倍,且椭圆过点(-2,-4).探究点三求椭圆的离心率例3如图所示,椭圆的中心在原点,焦点F1,F2在x轴上,A,B是椭圆的顶点,P是椭圆上且PF1⊥x轴,PF2∥AB,求此椭圆的离心率.跟踪训练3如图,A、B、C分别为椭圆x2a2+y2b2=1 (a>b>0)的顶点与焦点,若∠ABC=90°,则该椭圆的离心率为()A.-1+52B.5-1 C.2+12D.2+1【当堂检测】1.椭圆25x2+9y2=225的长轴长、短轴长、离心率依次是()A.5、3、0.8 B.10、6、0.8 C.5、3、0.6 D.10、6、0.62.已知椭圆的中心在坐标原点,焦点在x轴上,且长轴长为12,离心率为13,则椭圆的方程是()A.x2144+y2128=1 B.x236+y220=1 C.x232+y236=1 D.x236+y232=13.若一个椭圆长轴的长度、短轴的长度和焦距成等差数列,则该椭圆的离心率是()A.45B.35C.25D.154.若点O和点F分别为椭圆x24+y23=1的中心和左焦点,点P为椭圆上的任意一点,则OP→·FP→的最大值为______.【课堂小结】1.已知椭圆的方程讨论性质时,若不是标准形式要先化成标准形式,再确定焦点的位置,找准a、b.2.利用椭圆的几何性质求标准方程通常采用待定系数法.3.求离心率e时,注意方程思想的运用.【拓展提高】1.已知F1、F2为椭圆x2a2+y2b2=1(a>b>0)的两个焦点,过F2作椭圆的弦AB,若△AF1B的周长为16,椭圆离心率e=32,则椭圆的方程是()A.x24+y23=1 B.x216+y24=1 C.x216+y212=1 D.x216+y23=12.椭圆1145222=++ayax的焦点在x轴上,则它离心率的取值范围是3.椭圆M:2222x ya b+=1 (a>b>0) 的左、右焦点分别为F1、F2,P为椭圆M上任一点,且12PF PF⋅的最大值的取值范围是[2c2,3c2],其中c则椭圆M的离心率e的取值范围是()A.⎥⎦⎤⎢⎣⎡22,33B.[C.D.11[,)324.已知椭圆)0(12222>>=+b a b y a x 的左、右顶点分别为B A 、,右焦点是F ,过F 作直线与长轴垂直,与椭圆交于Q P 、两点(1)若060=∠PBF ,求椭圆的离心率 (2)求证:APB ∠一定为钝角5.在平面直角坐标系内,已知点)0,2()0,2(-B A 、,P 是平面内一动点,直线PB PA 、的斜率之积为43- (1)求动点P 的轨迹C 的方程(2)过点)0,21(作直线l 与轨迹C 交于F E 、两点,线段EF 的中点为M ,求直线MA 的斜率k 的取值范围6.椭圆的长轴长为4,椭圆中心到其准线的距离为334,则椭圆的标准方程为7.椭圆)0(12222>>=+b a b y a x 的离心率23=e ,焦点21F F 、相应的准线为21l l 、,P 为椭圆上一点,b PF =1,则P 到2l 的距离为( )A .b 63B .b 332C .b 233 D .b 328.已知定点)3,2(-A ,点F 为椭圆1121622=+y x 的右焦点,点M 在椭圆上移动,求MF MA 2+的最小值,并求此时点M 的坐标【课后作业】一、基础过关1.已知点(3,2)在椭圆x 2a 2+y 2b 2=1上,则( )A .点(-3,-2)不在椭圆上B .点(3,-2)不在椭圆上C .点(-3,2)在椭圆上D .无法判断点(-3,-2)、(3,-2)、(-3,2)是否在椭圆上2.椭圆以两条坐标轴为对称轴,一个顶点是(0,13),另一个顶点是(-10,0),则焦点坐标( ) A .(±13,0) B .(0,±10) C .(0,±13)D .(0,±69) 3.椭圆x 2+4y 2=1的离心率为 ( )A .32B .34C .22D .234.过椭圆x 2a 2+y2b 2=1 (a >b >0)的左焦点F 1作x 轴的垂线交椭圆于点P ,F 2为右焦点,若∠F 1PF 2=60°,则椭圆的离心率为( )A .52B .33C .12D .135.椭圆x 2+my 2=1的焦点在y 轴上,长轴长是短轴长的两倍,则m 的值是( )A .14B .12C .2D .46.椭圆x 2a 2+y 2b 2=1和x 2a 2+y 2b 2=k (k >0,a >0,b >0)具有( )A .相同的顶点B .相同的离心率C .相同的焦点D .相同的长轴和短轴7.已知椭圆的中心在原点,焦点在y 轴上,若其离心率为12,焦距为8,则该椭圆的方程是______________.8.分别求适合下列条件的椭圆的标准方程:(1)离心率是23,长轴长是6.(2)在x 轴上的一个焦点与短轴两个端点的连线互相垂直,且焦距为6.二、能力提升9.若椭圆x 2+my 2=1的离心率为32,则m =________. 10.设椭圆的两个焦点分别为F 1、F 2,过F 2作椭圆长轴的垂线交椭圆于点P ,若△F 1PF 2为等腰直角三角形,则椭圆的离心率是________.11.已知椭圆x 2+(m +3)y 2=m (m >0)的离心率e =32,求m 的值及椭圆的长轴和短轴的长、焦点坐标、顶点坐标.12.已知椭圆x 2a 2+y 2b 2=1 (a >b >0)的左焦点为F 1(-c,0),A (-a ,0),B (0,b )是两个顶点,如果F 1到直线AB 的距离为b7,求椭圆的离心率e .三、探究与拓展13.已知椭圆x 2a 2+y 2b 2=1 (a >b >0),A (2,0)为长轴的一个端点,过椭圆的中心O 的直线交椭圆于B 、C 两点,且AC →·BC →=0,|OC →-OB →|=2|BC →-BA →|,求此椭圆的方程.椭圆的简单几何性质(二)导学案【学习要求】1.理解直线与椭圆的位置关系.2.能解决简单的与椭圆有关的综合问题.【学法指导】用直线和椭圆的方程研究直线和椭圆的位置关系,将图形之间的关系问题转化为方程组解的问题是典型的数形结合思想.【知识要点】1.点P (x 0,y 0)与椭圆x 2a 2+y 2b2=1 (a >b >0)的位置关系:点P 在椭圆上⇔ ; 点P 在椭圆内部⇔ ; 点P 在椭圆外部⇔ .2.直线y =kx +m 与椭圆x 2a 2+y2b2=1 (a >b >0)的位置关系判断方法:联立⎩⎪⎨⎪⎧y =kx +m x 2a 2+y 2b 2=1,消去y23.弦长公式设直线方程y =kx +m ,椭圆方程x 2a 2+y 2b 2=1 (a >b >0).直线与椭圆的两个交点为A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),|AB |=(x 1-x 2)2+(y 1-y 2)2=1+k 2·(x 1+x 2)2-4x 1x 2或|AB |=1+1k2·(y 1+y 2)2-4y 1y 2.【问题探究】探究点一 直线与椭圆的位置关系问题1 已知直线和椭圆的方程,怎样判断直线与椭圆的位置关系?问题2 直线与椭圆的位置关系能否用中心到直线的距离来判断?例1 已知椭圆x 225+y 29=1,直线l :4x -5y +40=0.椭圆上是否存在一点,它到直线l 的距离最小?最小距离是多少?问题3 如何求最大距离?跟踪训练1 在椭圆x 24+y 27=1上求一点P ,使它到直线l :3x -2y -16=0的距离最短,并求出最短距离.探究点二 直线与椭圆的相交弦问题问题 直线与椭圆相交,怎样求相交弦的弦长?例2 已知椭圆x 236+y 29=1和点P (4,2),直线l 经过点P 且与椭圆交于A 、B 两点.(1)当直线l 的斜率为12时,求线段AB 的长度;(2)当P 点恰好为线段AB 的中点时,求l 的方程.跟踪训练2 已知椭圆x 216+y 24=1的弦AB 的中点M 的坐标为(2,1),求直线AB 的方程,并求弦AB 的长.探究点三 椭圆中的最值(或范围)问题问题 在椭圆的有关问题中,常出现离心率、弦长或面积的范围、最值问题,这类问题一般思路是什么?例3 已知椭圆4x 2+y 2=1及直线y =x +m .(1)当直线和椭圆有公共点时,求实数m 的取值范围; (2)求被椭圆截得的最长弦所在的直线方程.跟踪训练3 在本例中,设直线与椭圆相交于两点A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),求△AOB 面积的最大值及△AOB 面积最大时的直线方程.教材例6(椭圆第二定义)【当堂检测】1.已知直线l :x +y -3=0,椭圆x 24+y 2=1,则直线与椭圆的位置关系是 ( )A .相交B .相切C .相离D .相切或相交2.直线y =kx +1与椭圆x 25+y 2m =1总有公共点,则m 的取值范围是 ( )A .m >1B .m ≥1或0<m <1C .0<m <5且m ≠1D .m ≥1且m ≠53.直线y =x +1被椭圆x 24+y 22=1所截得的线段的中点坐标是 ( )A .⎝⎛⎭⎫23,53B .⎝⎛⎭⎫43,73C .⎝⎛⎭⎫-23,13 D .⎝⎛⎭⎫-132,-172 4.过椭圆x 25+y 24=1的右焦点作一条斜率为2的直线与椭圆交于A ,B 两点,O 为坐标原点,则△OAB 的面积为________【课堂小结】解决直线与椭圆的位置关系问题经常利用设而不求的方法,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.【拓展提高】1.若),(y x P 在椭圆116922=+y x 上,则y x +的最大值为( ) A .3 B .4 C .5 D .62.椭圆2214x y +=两焦点为21F F 、,点P 在椭圆上,则21PF PF ⋅的最大值为_____,最小值为_____ 3.椭圆2212516x y +=两焦点为21F F 、,)1,3(A 点P 在椭圆上,则PA PF +1的最大值为____ _, 最小值为_____ 4.设A (-2, 3),椭圆3x 2+4y 2=48的右焦点是F ,点P 在椭圆上移动,当|AP |+2|PF |取最小值时P 点的坐标是( )A .(0, 23)B .(0, -23)C .(23,3) D .(-23, 3)5.直线y =kx -k +1与椭圆x 29+y 24=1的位置关系为( )A .相切B .相交C .相离D .不确定6.过椭圆141622=+y x 内一点)1,2(M 引一条弦,使弦被M 点平分,求这条弦所在直线的方程。