椭圆定义及应用
椭圆定义的应用(精)
—x2
+
y2 — =1
36 27
∴动圆圆心的轨迹是椭圆，长轴和短轴长分别12,6 3 。
x2 例3、已知定点A（－2，3）,点F为椭圆 16
y2 12
1
的右焦
点，点M在该椭圆上移动时，求| AM| ＋2 | MF |的最小值。
分析：本题按常规思路，设M(x,y),则
| AM| ＋2 | MF |=
右焦点对应右准线
椭圆的标准方程：
x2 a2
y2 b2
1
y2 a2
x2 b2
1
(a>b>0)
x2 例1：过椭圆 1
y2 1
1
的一个焦点F2的直线与椭圆交于A、B
4
两点，则AB与椭圆的另一个焦点F1构成△ABF1的周长( B )
A.2 B. 4 C. 2 D. 2 2
解：根据题意画出图形，如右图 ∵|AF1| + |AF2| =2a
主讲：庞启满 制作：庞启满 & 冬青工作室
定义1：平面内与两个定点F1，F2的距离和等 于2a（2a>|F1F2 | )的点的轨迹叫椭圆。
定义2：与定点的距离和它到定直线的距离比
是常数e(0<e<1)的点的轨迹叫椭圆。
注意：
｜
PF｜ ed①当2a= |F1F2 |时轨迹为线段 |F1F2 |
当2a < |F1F2 |时，无轨迹。 ②左焦点对应左准线
1 即|MF|= 2
设椭圆左顶点为A（x,y）
则左焦点F的坐标为（ 3 x，y）, 2
(3 x 1)2 ( y 2)2 1 整理得 9(x 3)2＋4( y 2)2＝1
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。
椭圆定义及性质整合
2
X2
—y21.【解析】解法一:
4
222
P(X,y), MM』)，则N(%,yj,因为今11,则y2b2(1得),a ba
y12b2(1
2
X1
ki
k2
y y〔yy1
x x1x x1
22
yy1
22
xx1
b2(1 S) b2(1
2
X1
2
椭圆方程为—
4
1.
解法二：由第三定义知
1一，，一、…
1,且2a 4 ,则则椭圆方程为
[2, 1]所以k1[—,—].
8 4
二、椭圆的性质
焦点三角形
椭圆焦点三角形的边角关系：F1F22c, PF1
PF22a,周长为
2a
2c.设
F1PF2
(1)
当点P处于短轴的顶点处时，顶角 最大;
(3)
(4)
PF1PF2
SPF1F2
PF1F2
推导过程:
2b2
1cos
.2.
b tan —；
2
SB1F1F2
4c2
22
4a24c2
PF1PF2
1cos
1 cos
2 a2
222
2a 2e0x0
1,
最大;
PF1
2b2
1cosmax
PF1
PF24 c2
2 b2
2 n,(当点P为短轴
1 2cos23 1
2
顶点时 取得最大值0,此时cos—
2
代入化简得PF1PF2
2b22
a
1cos
S 1 2b2
⑶由(2)得SPF1F22 r^cos
椭圆定义及性质整合
椭圆定义及性质的应用一、椭圆的定义椭圆第一定义第一定义：平面内与两个定点12F F 、的距离之和等于常数（大于12F F ）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.★过点1F 作12PF F ∆的P ∠的外角平分线的垂线，垂足为Q ，则Q 的轨迹方程为222x y a +=.推导过程：延长1F Q 交2F P 于M ，连接OQ ，由已知有PQ 为1MF 的中垂线，则1PF PM =，Q 为1F M 中点，212OQ F M ==()1212PF PF +=a ，所以Q 的轨迹方程为 222x y a +=.（椭圆的方程与离心率学案第5题）椭圆第二定义第二定义：动点M 到定点F 的距离和它到定直线l 的距离之比等于常数)10(<<e e ，则动点M 的轨迹叫做椭圆.2PF e d =（d 为点P 到右准线的距离），右准线对应右焦点，其中2PF 称作焦半径，左、右准线公式2a x c=±..椭圆的焦半径公式为：1020,PF a ex PF a ex =+=-.推导过程：2200aPF ed e x a exc⎛⎫==-=-⎪⎝⎭；同理得10PF a ex=+.简记为：左加右减a在前.由此可见，过焦点的弦的弦长是一个仅与它的中点的横坐标有关的数. （离心率、焦点弦问题）例1：（2010全国卷Ⅱ理数12题）已知椭圆2222:1(0)x yC a ba b+=＞＞的离心率为3，过右焦点F且斜率为(0)k k>的直线与C相交于,A B两点．若3AF FB=u u u r u u u r，则k=（）A.1 D.2B【解析】解法一：1122(,),(,)A x yB x y，∵3AF FB=u u u r u u u r，∴123y y=-，∵2e=，设2,a t c==，b t=，∴222440x y b+-=，直线AB方程为x my=.代入消去x，∴222(4)0m y b++-=，∴2121222,44by y y ym m+=-=-++，则2222222,344by ym m-=--=-++，解得212m=，则k= 0k>.解法二：设直线l为椭圆的右准线，e为离心率，过,A B别作11,AA BB垂直于l，11,A B为垂足，过B作BH垂直于1AA与H，设BF m=，由第二定义得，11,AF BFAA BBe e==，由3AF FB=u u u r u u u r，得13mAAe=,2mAHe=，4AB m=，则21cos42mAH eBAHAB m e∠====，则sin BAH∠=tan BAH∠=，则k=0k>.故选B.（离心率、焦点弦问题）例2：倾斜角为6π的直线过椭圆)0(12222>>=+babyax的左焦点F，交椭圆于,A B 两点，且有3AF BF=，求椭圆的离心率.33【解析】解法一：,AF BF 为左焦点上的焦半径，所以过,A B 两点分别作垂直于准线的直线且和准线交于11,A B 两点，从B 点作1BH AA ⊥.因为3AF BF =，设BF m =，则3AF m =，4AB m =，又因为11AF BF e AA BB ==，则1BF m BB e e ==,13m AA e =，所以2m AH e=，在ABH ∆中，6BAH π∠=，所以32AH AB =，解得33e =. 解法二：如图，设,3BF m AF m ==，则122,23BF a m AF a m =-=-，在12AF F ∆中，由余弦定理得222394(23)cos 62232m c a m m cπ+--==⨯⨯，化简得23326cm b am =-+①，222534(2)cos 6222m c a m m cπ+--=-=⨯⨯，化简得2322cm b am -=-+②，①＋②×3化简得，223b m a =，代入①解得3e =. 椭圆第三定义第三定义：在椭圆)0(12222>>=+b a by a x 中，,A B 两点关于原点对称，P 是椭圆上异于,A B 两点的任意一点，若PB PA k k ,存在，则1222-=-=⋅e a b k k PBPA .（反之亦成立）.（★焦点在Y 轴上时，椭圆满足22ba k k PB PA -=⋅） 推导过程：设(,)P x y ，11(,)A x y ，则11(,)B x y --．所以12222=+b y a x ①，1221221=+by a x ②；由①－②得22122212b y y a x x --=-，所以22212212a b x x y y -=--，所以222111222111PA PB y y y y y y b k k x x x x x x a -+-⋅=⋅==--+-为定值． 例1:已知椭圆)0(12222>>=+b a by a x 的长轴长为4，若点P 是椭圆上任意一点，过原点的直线l 与椭圆相交与N M ,两点，记直线PN PM ,的斜率分别为21,k k .若4121-=⋅k k ，则椭圆的方程为 . 1422=+y x .【解析】解法一：(,)P x y ，11(,)M x y ，则11(,)N x y --，因为12222=+b y a x ，则)1(2222ax b y -=，)1(221221a x b y -=，则222212222211112222221111(1)(1)14x x b b y y y y y y b a a k k x x x x x x x x a ----+-⋅=⋅===-=--+--.且42=a ，则椭圆方程为1422=+y x .解法二：由第三定义知4122-=-a b ，且42=a ，则则椭圆方程为1422=+y x .例2:已知椭圆)0(13422>>=+b a y x 的左右顶点分别为21,A A ，点P 在椭圆上，且直线2PA 的斜率的取值范围是]1,2[--，那么直线1PA 的斜率的取值范围是 .]43,83[.【解析】设1PA ，2PA 的斜率分别为21,k k ，则432221-=-=⋅a b k k ，又]1,2[2--∈k ，所以]43,83[1∈k . 二、椭圆的性质焦点三角形椭圆焦点三角形的边角关系：122F F c =， 122PF PF a +=，周长为22a c +.设12F PF θ∠=. （1）当点P 处于短轴的顶点处时，顶角θ最大；（2）221221cos b PF PF a θ⋅=≤+，当且仅当12PF PF =时取等号；（3）122tan2PF F S b θ∆=；（4）12112122PF F B F F S S c b bc ∆∆≤=⨯⨯=，当且仅当12PF PF =时取等号. 推导过程：（1）()()()2222222212002222222120004444cos 12222PF PF c a ex a ex c a c PF PF a e x a e x θ+-++---===-⋅-+， 当00x =时，cos θ有最小值2222a c a-，即12F PF θ∠=最大； （2）22212124cos 2PF PF c PF PF θ+-=⋅，()221212122cos 24PF PF PF PF PF PF c θ⋅=+-⋅-则有，21221cos b PF PF θ⋅=+，2221220max 2221cos 1cos 12cos 12b b b PF PF θθθ⋅=≤=+++-，（当点P 为短轴顶点时θ取得最大值0θ，此时0cos 2b a θ=），代入化简得221221cos b PF PF a θ⋅=≤+. （3）由（2）得12222212sin 2sin cos tan21cos 2222cos 2PF F b b S b θθθθθθ∆=⨯⋅=⋅=+. （离心率问题）例1.已知12,F F 分别是椭圆)0(1:2222>>=+b a by a x C 的左右焦点，椭圆C 上存在一点P ，使得1290F PF ∠=︒，则椭圆C 的离心率的取值范围是__________.【解析】解法一：在椭圆中，焦点三角形顶角最大时点B 位于短轴的交点处，由题意得145F BO ∠≥︒， 所以1FO OB ≥,即c b ≥,解得e ∈. 解法二：设(,)P x y ，由题意得椭圆C 上存在一点P ，使得12F P F P ⊥u u u r u u u u r，即(,)(,)0x c y x c y +-=，化简，得222x y c +=，与12222=+b y a x 联立，消去y 得2222222a c ab x a b -=-，由椭圆范围知220x a ≤<，即22222220a c a b a a b -≤<-，化简得222b c a ≤<，解得[2e ∈. 变式1：已知12,F F 分别是椭圆)0(1:2222>>=+b a by a x C 的左右焦点，椭圆C 上存在一点P ，使得12F PF ∠为钝角，则椭圆C 的离心率的取值范围是__________.【解析】在椭圆中，焦点三角形顶角最大时点B 位于短轴的交点处，12F PF ∠为钝角，所以145F BO ∠>︒，所以1FO OB >,即c b >,解得,1)2e ∈. 变式2：已知12,F F 分别是椭圆)0(1:2222>>=+b a b y a x C 的左右焦点，椭圆C 上存在一点P ，使得1260F PF ∠=︒（变式3：12120F PF ∠=︒），则椭圆C 的离心率的取值范围是__________.1[,1)2【解析】在椭圆中，焦点三角形顶角最大时点B 位于短轴的交点处，由题意得130F BO ∠≥︒，所以11sin sin 302c F BO a ∠=≥︒=，则1[,1)2e ∈.变式3：e ∈.（离心率问题）例2.已知12,F F 是椭圆)0(1:2222>>=+b a b y a x C 的左右焦点，若在直线2a x c=上存在点P ，使得线段1PF 的中垂线过点2F ，则椭圆的离心率的取值范围是________.e ∈【解析】22PF c =，22PF F H ≥，即22a c c c ≥-解得：e ∈. （焦点三角形面积问题）例3.已知椭圆21221925F F y x 、，=+为焦点，点P 为椭圆上一点，123F PF π∠=，求21PF F S ∆.33【解析】解法一：设12,,PF m PF n ==则有10m n +=，在21F PF ∆中由余弦定理得mn n m c -+==222644，则mn mn n m 31003)(642-=-+=，则12=mn ，则333sin 2121==∆πmn S PF F .解法二：122tan9tan26PF F S b θπ∆==⨯=（焦点三角形面积问题）例4.过椭圆)0(1:2222>>=+b a b y a x C 中心的直线与椭圆交于,A B 两点，右焦点为2(c,0)F ，则 2ABF ∆的最大面积为_________.bc 【解析】由题意得,A B 关于原点对称，则有212ABF AF F S S ∆∆=，故当A 位于短轴的顶点处时，面积最大，为bc . （焦点三角形边角问题）例5.已知椭圆22194x y +=的两个焦点分别为12,F F ，点P 在椭圆上，（1）在椭圆上满足12PF PF ⊥的点P 的个数是？（2）12PF PF ⋅的最大值是？（3）12F PF ∠为钝角时，点P 的横坐标的取值范围是？【解析】（1）画图知，所求点的个数即为圆222x y c +=与椭圆的交点个数，由于52c b =>=，故有4个点.（2）解法一：设12,,PF m PF n ==则有6m n +=，212()92m n PF PF mn +⋅=≤=，当且仅当m n =时取等号.解法二：由性质得2221220min 2221cos 1(cos )12cos 12b b b PF PF θθθ⋅=≤=+++-，（当点P 为短轴顶点时取得最大值，此时0cos 2b a θ=），代入化简得221221cos b PF PF a θ⋅=≤+. （3）如图所示，222x y c +=与椭圆有4个交点，假设在第一象限的交点为00(,)P x y ，此时122F PF π∠=，设12,,PF m PF n ==则有6m n +=，222420m n c +==，解得4,2m n ==（或2,4m n ==），由等面积法得0222y c mn ⨯=，则05y =，则由勾股定理得22200()c x y n -+=，解得05x =，则由对称性可知，点P 的横坐标的取值范围是3535(,)-. (焦点三角形中与距离最值有关的问题):注意在三角函数与解析几何中最值问题的一个很重要的用法：（1）三角形两边之和大于第三边，当三点在一条线上时取得最小值； （2）两边之差小于第三边.焦点三角形中的最值问题一般是距离之和的最值，且存在定点，故可以用三角形中的不等式来求； ★若点A 为椭圆内一定点，点P 在椭圆上，则有：111AF PA PF AF -≤-≤.（三角形三边关系）★若点A 为椭圆内一定点，点P 在椭圆上，则有：12122a AF PA PF a AF -≤+≤+.推导过程：连接11,,AP AF PF ，()21122AP PF AP a PF a AP PF +=+-=+-由三角形三边关系得111AF PA PF AF -≤-≤，则有12122a AF PA PF a AF -≤+≤+（椭圆定义的应用，三角形三边关系）.焦点弦经过椭圆焦点的弦是焦点弦.（1）焦点弦长可用弦长公式求22212121212211()41()4AB k x x x x y y y y k=++-=++-； *（2）设焦点弦所在的直线的倾斜角为θ，则有22222||=cos ab AB a c θ-. *（3）2211ba BF AF =+（F 为某一焦点）. （4）2ABF ∆的周长为4a .（离心率、焦点弦问题）（同第二定义例1）例1：（2010全国卷Ⅱ理数12题）已知椭圆2222:1(0)x y C a b a b+=>>的离心率为32，过右焦点F 且斜率为(0)k k >的直线与C 相交于,A B 两点．若3AF FB =u u u r u u u r ，则k =（ ）A.1B.2C.3D.2B 【解析】解答题解法：1122(,),(,)A x y B x y ，∵ 3AF FB =u u u r u u u r，∴ 123y y =-， ∵ 3e =，设2,3a t c t ==，b t =，∴ 222440x y b +-=，直线AB 方程为3x my b =+.代入消去x ，∴ 222(4)230m y mby b ++-=，∴ 21212223,4mb b y y y y m +=-=-+，则22222232,34mb b y y m -=--=-+，解得212m =，则2k =，0k >.中点弦AB 是椭圆2222:1(0)x y C a b a b +=>>的任意一弦，P 是AB 中点，则1222-=-=⋅e ab k k OPAB .证明：令()()1122,,,A x y B x y ，()00,P x y则()1202x x x+=，()1202y y y +=，()()()()22112212121212222222221..01x y x x x x y y y y a b a b x y a b ⎫+=⎪+-+-⎪⇒+=⎬⎪+=⎪⎭， ()()()()2121221212y y b x x x x a y y -+⇒=--+，由于()()1212AB y y k x x -=-，00OPy k x =，则 22AB OP b k k a⋅=-. 例1：过点(2,1)M 作一条直线l 交椭圆221169x y +=于点AB ，若点M 恰好是弦AB 的中点，求直线l 的方程.【解析】解答题步骤：解法一（点差法）：由题意得直线l 有斜率，设其斜率为k ，1122(,),(,)A x y B x y ，00(,)M x y ，代入椭圆方程，有222211221,1169169x y x y +=+=，两式作差得()()()()12121212..0169x x x x y y y y +-+-+=，()()120120916y y y x x x -⨯=--，即19216k ⨯=-，则98k =-.则直线l 的方程为91(2)8y x -=-⨯-，即98260x y +-=. 解法二（代入法）：由题意得直线l 有斜率，设其直线方程为1(2)y k x -=-，得12y kx k =+-，代入221169x y +=得222(916)32(12)16(12)1440k x k k x k ++-+--=，则120232(12)24916k k x x x k -+=-==+，解得98k =-，则直线l 的方程为98260x y +-=.这两种方法都体现了设而不求的思想，这是圆锥曲线解题的常用思想.切线及切点弦切线方程：（1）设),(00y x P 为圆222r y x =+上一点，则过该点的切线方程为：200r y y x x =+；（2）设),(00y x P 为椭圆)0(12222>>=+b a by a x 上一点，则过该点的切线方程为：12020=+b y y a x x .切点弦方程：（1）设),(00y x P 是圆222r y x =+外的一点，过点P 作曲线的两条切线,切点N M 、,则切点弦MN 所在直线方程为200r y y x x =+；（2）设),(00y x P 是椭圆外的一点，过点P 作曲线的两条切线,切点N M 、,则切点弦MN 所在直线方程为1220=+byyaxx.例1：以422=+yx上的点)3,1(P为切点的切线方程为_________.【解析】解法一：由题意得切线有斜率，设切线方程为)1(3-=-xky，则03=-+-kykx，则有2132=+-kk，解得33-=k，则切线方程为043=-+yx.解法二：点)3,1(P为切点，由公式得，切线方程为431=⨯+⨯yx，即043=-+yx.例2：以13422=+yx上的点)23,1(P为切点的切线方程为_________.【解析】解法一：由题意得切线有斜率，设切线方程为)1(23-=-xky，代入13422=+yx，化简得3124)23(4)43(222=--+-++kkxkkxk，则有0)3124)(43(4)23(162222=--+--=∆kkkkk，解得21-=k，则切线方程为042=-+yx.解法二：点)23,1(P为切点，由公式得，切线方程为132341=⨯+⨯yx，即042=-+yx.★过椭圆准线上任一点作椭圆和切线，切点弦AB过该准线对应的焦点.推导过程：设2,aM yc⎛⎫⎪⎝⎭，则AB的方程为2221ax y yca b+=，即021y yxc b+=必过点(),0c.★过椭圆焦点弦的两端点作椭圆的切线，切线交点在准线上.光学性质★椭圆的光学性质：过一焦点的光线经椭圆反射后必过另一焦点.★椭圆上一个点P 的两条焦半径12,PF PF 的夹角12F PF ∠被椭圆在点P 处的法线平分.（入射光线、反射光线、镜面、法线）已知：如图，椭圆C的方程为22221x y a b +=，12,F F 分别是其左、右焦点，l 是过椭圆上一点00(,)P x y 的切线，'l 为垂直于l 且过点P 的椭圆的法线，交x 轴于D ，设21,F PD F PD αβ∠=∠=， 求证：αβ=.证明：在2222:1x y C a b+=上，00(,)P x y C ∈， 则过点P 的切线方程为：00221x x y y a b+=，'l 是通过点 P 且与切线l 垂直的法线，则0000222211':()()()y x l x x y b a b a-=-， ∴法线'l 与x 轴交于20((),0)c D x a， ∴22102022||,||c c F D x c F D c x a a=+=-，∴201220||||a cx F D F D a cx +=-，又由焦半径公式得：1020||,||PF a ex PF a ex =+=-，∴1122||||||||F D PF F D PF =，∴PD 是12F PF ∠的平分线， ∴αβ=，∵90ααββ''+=︒=+，故可得αβαβ''=⇔=.例1. 已知椭圆方程为1162522=+y x ，若有光束自焦点(3,0)A 射出，经二次反射回到A 点，设二次反射点为,B C ，如图所示，则ABC D 的周长为 .20【解析】：∵椭圆方程为1162522=+y x 中，225169c =-=， ∴(3,0)A 为该椭圆的一个焦点，∴自(3,0)A 射出的光线AB 反射后，反射光线BC 定过另一个焦点(3,0)A ¢-，故ABC D 的周长为：''44520AB BA A C CA a +++==⨯=.。
第1讲 椭圆的定义及其应用
第1讲 椭圆的定义及其应用整理：广东阳江曾广荣一、问题综述本讲梳理椭圆的定义及其应用．椭圆的考题中，对椭圆定义的考查一直都是热点． （一）椭圆的定义平面内到两个定点1F 、2F 的距离之和等于定值2a ()122a F F >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．（二）椭圆定义的应用主要有下面几方面的应用：1．求标准方程；2．焦点三角形中的计算问题；3．求离心率；4．求最值或范围． 二、典例分析类型一：利用椭圆的定义求轨迹方程【例1】 ABC ∆的底边16BC =，AC 和AB 两边上中线长之和为30，求此三角形重心G 的轨迹方程． 【解析】以BC 所在的直线为x 轴，BC 中点为原点建立直角坐标系．设G 点坐标为()x y ，，由20GC GB +=，知G 点的轨迹是以B 、C 为焦点的椭圆，且除去轴上两点．因10a =，8c =，有6b =，故其方程为()221010036x y y +=≠．【方法小结】由已知可得20GC GB +=，再利用椭圆定义求解，要注意剔除不合要求的点． 【例2】已知动圆P 过定点()30A -，，并且在定圆()22364B x y -+=：的内部与其相内切，求动圆圆心P 的轨迹方程．【解析】如图所示，设动圆P 和定圆B 内切于点M ．动点P 到两定点，即定点()03，-A 和定圆圆心()03，B 距离之和恰好等于定圆半径，即86PA PB PM PB BM AB +=+==>=．∴点P 的轨迹是以A ，B 为两焦点，半长轴为4，半短轴长为73422=-=b 的椭圆，P 的轨迹方程为：221167x y +=．【例3】已知圆()22:3100C x y -+=及点()3,0A -，P 是圆C 上任意一点，线段PA 的垂直平分线l 与PC 相交于点Q ，求点Q 的轨迹方程。
【解析】如图所示．∵l 是线段PA 的垂直平分线， ∴AQ PQ =．∴10AQ CQ PQ CQ CP +=+==，且10>6． ∴点Q 的轨迹是以A 、C 为焦点的椭圆， 且210a =，3c =，即5a =，4b =．∴点Q 的轨迹方程为2212516x y+=．【方法小结】是先根据椭圆的定义，判定轨迹是椭圆，然后根据椭圆的标准方程，求轨迹的方程．结合定义求轨迹方程是一种重要的思想方法．【变式训练】1．已知椭圆()222210x y a b a b +=>>的左、右焦点分别是()1,0F c -、()2,0F c ，Q 是椭圆外的动点，满足12FQ a =．点P 是线段1F Q 与该椭圆的交点，点T 在线段2F Q 上，并且满足20PT TF ⋅=，20TF ≠．求点T 的轨迹C 的方程．【解析】当0PT =时，点(),0a 和点(),0a -在轨迹上．当0PT ≠0PT ≠且2||0TF ≠时，由20PT TF ⋅=，得2PT TF ⊥． 由12FQ a =，得12PF PQ a +=， 又122PF PF a +=，所以2PQ PF =，所以T 为线段2F Q 的中点．连接OT ，则OT 为12QF F △的中位线，所以()1121122OT FQ PF PF a ==+=， 设点T 的坐标为(),x y ，则222x y a +=．故点T 的轨迹C 的方程是222x y a +=．【方法小结】定义法求轨迹（方程）的关键是条件的转化——转化成某一基本轨迹的定义条件。
椭圆的定义及其应用
a
b
4
4
4
6
2
F2
8
10
O
1
2
x
F1
2
3
y 2 x2
2 1 a b 0
2
a
b
4
4
题型一：与椭圆定义有关的轨迹问题
例1.已知圆C：
x 12 y 2 9 ，
圆A: x 1 y 2 1 .动圆P在圆C
y
P
2
内部，且和圆C相内切，和圆A相
外切，求动圆圆心P的轨迹方程.
且与 x 轴不重合 ，l 交圆 A 于C, D 两点，过 B 作 AC 的平行线交AD
于点E .求点E 的轨迹方程.
C
A
●
E
D
●
B
解：利用平面几何的知识可得 ED EB
EA EB r 4 AB
所以，点E的轨迹是以A，B为焦点的椭圆
设E的轨迹方程为
x2 y 2
1 a b 0
变式.已知 F1，F2分别为椭圆C : 1 的左右焦点，
4
3
AB 是过左焦点 F1的弦，求∆2 的内切圆半径的最大值.
Y
A
1
O
B
2
X
小结：
1.掌握椭圆定义的几何特征.
2.解决问题时，注意数形结合思想、函数思想以及等价转化
思想的应用.
作业：9.28作业案
C O
A
x
解：设圆 P 的半径为 r
因为圆 P 和圆 C 相内切，圆 P 和圆 A 相外切
PC 3 r ， PA 1 r
所以 PA PC 4 AC
浅谈椭圆的定义及应用
浅谈椭圆的定义及应用椭圆的定义及应用椭圆是椭圆状的图形，它曲线状而美丽，在历史上椭圆一直被用作美的象征，也是一种常见的数学几何图形。
据数学家研究确定，椭圆是由两个相互垂直的轴，即长轴和短轴组成的抛物线，因此椭圆也叫做椭圆形或双曲线。
经典的物理学家和数学家爱比司朗和费马将椭圆最佳地归类为一种运动方程，这种方程可以用来描述物体的动态行为。
关于椭圆，首先要简要讲一下它的定义，常见的定义方式是“椭圆形是两个坐标轴相交而成的抛物线，其特征是外切圆半径与内切圆半径不相等。
”椭圆也可以是一个椭圆轴，即长轴和短轴，它Menchaca定义的椭圆形可以表达为：“假设一个子椭圆具有长轴a和短轴b，它的边界是(x/a)^2+(y/b)^2=1。
这种椭圆最大的拟合程度为a^2/b^2。
”再者，由于椭圆形的长短轴是定义其形状的基本要素，所以把它定义为椭圆轴的比值，即斜率和截距的比值，是一种较为简便的方式。
椭圆在现实生活中有着广泛的应用，一般来说，人们把它用作主题形状，来展示艺术品，表达情感，使视觉更有趣。
此外，椭圆还有许多其他用途，如日常加工电动机，材料加工及精密设备，用于生产和装配；医学工程也有椭圆的应用，可以用于组织再生，例如细胞的培养；在建筑设计中，椭圆也是非常重要的，它常用作门窗，装饰珠宝等，为视觉上的美观增添不少景色美感。
另外，近代的航天飞船的发射軌道常常采用椭圆轨迹，这样可以利用吸力造成飞船的变化，用以补失的能量。
总之，椭圆具有多种重要的数学特性，它作为各种问题的解方，用于描述物体运动，既可以实现艺术创造，又可以满足加工及建筑需要，在物理、航天、建筑、生物及医学等多个领域具有承载重要的作用。
未来，椭圆更将广泛运用于社会的各个领域，将进一步丰富社会的文化精神，提高社会的发展水平。
椭圆关系式
椭圆关系式椭圆是一种经典的几何图形，具有广泛的应用。
椭圆关系式是描述椭圆的数学公式，包括标准式和一般式两种形式。
本文将从椭圆的定义、性质、标准式、一般式以及应用等方面进行详细介绍。
一、椭圆的定义与性质1. 定义椭圆是平面上到两个定点（称为焦点）距离之和等于定长（称为主轴长度）的所有点构成的集合。
2. 性质（1）椭圆是一个闭合曲线，其形状类似于拉长了的圆形。
（2）焦点到任意一点的距离之和等于主轴长度。
（3）主轴长度是椭圆的最长直径，称为长轴；次轴长度是椭圆的最短直径，称为短轴。
（4）椭圆有两条对称轴：长轴上有两个焦点和中心点，在中心处相交；短轴上没有焦点，只有中心点，在中心处垂直于长轴。
二、标准式1. 定义标准式是指将椭圆的中心移到坐标原点，长轴与x轴重合，短轴与y轴重合的形式。
2. 公式椭圆的标准式为：$\frac{(x-h)^2}{a^2}+\frac{(y-k)^2}{b^2}=1$其中，(h,k)为椭圆的中心点坐标，a和b分别为长轴和短轴的半径。
3. 性质（1）椭圆的中心点坐标为(h,k)。
（2）长轴的长度为2a，短轴的长度为2b。
（3）焦距c满足$c^2=a^2-b^2$。
三、一般式1. 定义一般式是指将椭圆任意位置的形式表示出来。
一般式可以通过平移、旋转和缩放等变换将标准式转化而来。
2. 公式椭圆的一般式为：$Ax^2+Bxy+Cy^2+Dx+Ey+F=0$其中，A、B、C、D、E和F都是实数常数，并且$B^2-4AC<0$。
3. 性质（1）通过一般式可以确定椭圆在平面直角坐标系中的位置和形状。
（2）如果A=C，则椭圆是以y=x或y=-x对称的；如果A≠C，则椭圆不以y=x或y=-x对称。
（3）通过配方法可以将一般式转化为标准式。
四、应用椭圆关系式在数学、物理、工程等领域都有广泛的应用。
1. 数学领域椭圆是数学中的一个经典图形，具有丰富的性质和应用。
在微积分、代数、几何等方面都有重要的应用，例如求解椭圆周长和面积、研究椭圆曲线等。
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一、椭圆第一个定义的应用
1.1 椭圆的第一个定义平面内有两个定点F
1、F
2
，和一个定长2a。
若动点P到
两个定点距离之和等于定长2a，且两个定点距离|F
1F
2
|<2a.则动点轨迹是椭圆。
两个定点F
1、F
2
称为椭圆的焦点。
由此定义得出非常重要的等式，其中P为椭圆上一个点。
此等式既表明作为椭圆这个点的轨迹的来源，也说明椭圆上每一个具有的共同性质。
即椭圆上每一个点到两个焦点距离之和等于定长2a .在有关椭圆的问题中，若题设中含有有关椭圆上一点到两个焦点距离的信息，首先考虑的就是能否用上这个关系式。
1.2 应用举例
例1.已知点
1(3,0)
F-,
2(3,0)
F,有
126
PF PF
+=,则P点的轨迹是.
例2.求证以椭圆 (a>b>0) 上任意一点P的
焦半径为直径画圆，这个圆必与圆相切.
解评：此题若用一般方法解或用椭圆参数方程解答，计算量都很大，解题过程冗
长，属于中档题。
我们若抓住PF
2为一个圆直径，PF
1
为另一个圆半径的2倍，用
公式，很容易得出正确解答。
例3. F 1、F 2是椭圆的两个焦点，P 是椭圆上一点，
求的面积.24
解评：题设中有椭圆上一点到两个焦点间距离的信息，即可试探是否能用
解决
例4.P 是椭圆22
14520
x y +
=上位于第一象限内的点, F 1、F 2是椭圆的左、右焦点,若
则12PF PF -的值为( )
A.65
B.25
C.
1
53
D.253 例5.在圆C:22(1)25x y ++=内有一点A (1,0),Q 为圆C 上一点,AQ 的垂直平分线线段CQ 的交点为M,求M 点的轨迹方程.
练:一动圆与圆⊙o 1：x 2+y 2+6x+5=0外切,同时与⊙o 2 ： x 2+y 2_ 6x _ 91=0内切，求动圆圆心M 的轨迹方程，并说明它是什么样的曲线。
例6.已知定点A（－2，3）,点F为椭圆
22
1
1612
x y
+=的右焦点，点M在该椭圆上移动时，
求| AM| ＋| MF |的最小值与最大值。
例7.设P是直线x-y+9=0上一点，过P点的椭圆以F
1 (-3，0)和F
2
（3，0）为
焦点，试求P点在什么位置时，所求椭圆的长轴最短，并写出具有最短长轴的椭圆的方程。
解评：（1）转化思想是高中数学重要的数学思想，此题把求长轴最短值转化为
求的最小值，再转化为求F
1
关于直线x-y+9=0的对称点。
这样做后，思路清晰，条理分明，计算简捷。
二、椭圆第二个定义的应用
2.1 椭圆的第二个定义（课本P 78）点M 与一个定点的距离和它到一条定直线的距离的比是常数
时，这个点的轨迹是椭圆。
定点是椭圆
的焦点，定直线叫做椭圆的准线，常数e 是椭圆的离心率。
2.2 应用举例
例1.椭圆焦点F 1（-c ，0），F 2（c ，0），离心率M 是椭圆上一点，其横坐
标为x 0，求M 点的两个焦半径|MF 1|和|MF 2|之长.
解：过M 作右准线的垂线MM 2，则
根据椭圆第二定义
同理可得
解评（1）解析几何中很容易求出平行于坐标轴的线段长，因此椭圆上一点到准线的距离易求，某点的焦半径
结果易见。
题设中若有某点的焦半
径信息，用第二定义解题可得事半功倍之效。
（2）此题的结果
，与第二定义等式
都可作为公式加以应用。
例2.椭圆上一点P到左准线的距离等于2，求P到右焦点距离。
解：
解评此题使用了椭圆的两个定义.
例3.已知定点A（－23,点F为椭圆
22
1
1612
x y
+=的右焦点，点M在该椭圆
上移动时，求| AM| ＋2| MF |的最小值。
三、同步检测
1.椭圆上一点P 到左、右两焦点距离之比为1：3，则P 到左准线的
距离是（ ）
A.5
B.15
C.
D.
2.短轴长为，离心率为的椭圆的两个焦点分别为F 1和F 2 . 过F 1作直线交椭圆于A 、B 两点，则
的周长为（ ）
A.24
B.12
C.6
D.3 3.已知椭圆上一点P 到右焦点的距离为b ，则P 到左准线的距离是
（ ）
4.已知椭圆的焦点F 1（-1，0），F 2（1，0），P 是椭圆上的一点，且|F 1F 2|是|PF 2|与|PF 1|的等差中项，则该椭圆的方程是（ ）
5.P 是椭圆
上的动点，过点P 作椭圆长轴的垂线，垂足为M ，则PM 中
点的轨迹方程是（ ）
答案及提示
提示：
1. | PF
1
|=5
2.
3.
4.
5. 设P（x
0，y
），PM的中点N（x，y），
代入即得结果。