(共40张PPT)
3.1 椭 圆
3.1.1 椭圆及其标准方程
素养目标 定方向
1.理解椭圆的定义及椭圆的标准方程.(重点)
2.掌握用定义法和待定系数法求椭圆的标准方程.(重点)
3.理解椭圆标准方程的推导过程,并能运用标准方程解决相关问题.(难点)
1.通过椭圆标准方程及椭圆焦点三角形的有关问题的学习,培养数学运算素养.
2.借助轨迹方程的学习,培养逻辑推理及直观想象素养.
必备知识 探新知
椭圆的定义
知识点 1
1.定义:平面内与两个定点F1,F2的距离的和等于_______(大于|F1F2|)的点的轨迹.
2.焦点:两个定点F1,F2.
3.焦距:两焦点间的距离|F1F2|.
4.几何表示:|MF1|+|MF2|=_______(常数)且2a_____|F1F2|.
常数
2a
>
做一做:(多选题)下列说法中,不正确的是( )
A.到点M(-3,0),N(3,0)的距离之和等于4的点的轨迹是椭圆
B.到点M(0,-3),N(0,3)的距离之和等于6的点的轨迹是椭圆
C.到点M(-3,0),N(3,0)的距离之和等于8的点的轨迹是椭圆
D.到点M(0,-3),N(0,3)的距离相等的点的轨迹是椭圆
[解析] 选项A中所求点的轨迹不存在,选项B中所求点的轨迹是线段MN,选项C由椭圆的定义知,C选项说法正确,选项D中所求点的轨迹是线段MN的垂直平分线.
ABD
求椭圆的标准方程
知识点 2
F1(-c,0),F2(c,0)
F1(0,-c),F2(0,c)
b2=a2-c2
思考:能否根据椭圆的标准方程,判定焦点位置?
提示:能.椭圆的焦点在x轴上 标准方程中含x2项的分母较大;椭圆的焦点在y轴上 标准方程中含y2项的分母较大.
[解析] 因为169>25,所以焦点在y轴上,且a2=169,b2=25,
所以c2=169-25=144,c=12,故焦点坐标为(0,-12)和(0,12).
y
(0,-12)和(0,12)
2.焦点在x轴上,焦距等于4,且经过点P(6,0)的椭圆的标准方程是
______________.
关键能力 攻重难
1.根据下列条件,求椭圆的标准方程:
(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,且经过两个点(0,2)和(1,0);
题型探究
题型一
求椭圆的标准方程
[分析] (1)设出焦点在x轴上的椭圆的标准方程,再根据条件求出a,b的值,即可求得方程;(2)设出焦点在y轴上的椭圆的标准方程,再根据条件求出a,b的值,即可求得方程;(3)焦点位置不确定,可以分两种情况分别求解,也可直接设所求椭圆方程为mx2+ny2=1(m>0,n>0,m≠n).
[规律方法] 1.定义法求椭圆方程
利用定义,直接求出a,c,再求出b后根据焦点的位置写出椭圆的方程.
2.待定系数法求椭圆标准方程的步骤
(1)作判断:依据条件判断椭圆的焦点在x轴上还是在y轴上,还是在两个坐标轴上都有可能.
(2)设方程:
②在不能确定焦点位置的情况下也可设mx2+ny2=1(m>0,n>0且m≠n).
(3)找关系:依据已知条件,建立关于a,b或m,n的方程组.
(4)得方程:解方程组,将a,b或m,n代入所设方程即为所求.
提醒:求椭圆的标准方程首先要关注焦点位置,焦点位置不同椭圆的方程不同.
求适合下列条件的椭圆的标准方程:
对点训练
题型二
椭圆中的焦点三角形问题
[分析] (1)由|PF1|+|PF2|是定值,求|PF1|·|PF2|的最大值,可考虑用基本不等式;(2)求焦点三角形的面积,可考虑用定义|PF1|+|PF2|=2a及余弦定理先求|PF1|·|PF2|,再考虑用三角形面积公式求面积.
[规律方法] 焦点三角形的常用公式
(1)焦点三角形的周长L=2a+2c.
(2)在△MF1F2中,由余弦定理可得|F1F2|2=|MF1|2+|MF2|2-2|MF1||MF2|cos θ.
(1)求椭圆M的标准方程;
(2)设椭圆M的左、右焦点分别为F1,F2,点P在椭圆M上,且△PF1F2的面积为1,求点P的坐标.
对点训练
题型三
定义法求轨迹方程
3.一动圆过定点A(2,0),且与定圆x2+4x+y2-32=0内切,求动圆圆心M的轨迹方程.
[解析] 将定圆的方程化为标准形式为(x+2)2+y2=62,这时,已知圆的圆心坐标为B(-2,0),半径为6,如图所示,设动圆圆心M的坐标为(x,y),由于动圆与已知圆相内切,设切点为C.
∴已知圆(大圆)半径与动圆(小圆)半径之差等于两圆心的距离,
即|BC|-|MC|=|BM|,而|BC|=6,
∴|BM|+|CM|=6,
又|CM|=|AM|,∴|BM|+|AM|=6,
根据椭圆的定义知M的轨迹是以点B(-2,0)和点A(2,0)为焦点,线段AB的中点O(0,0)为中心的椭圆.
[规律方法] 观察几何图形,根据几何图形的直观性质得到动点轨迹的几何属性,由曲线的定义直接得到动点轨迹的方程.注意要检验是否有要删除的点.
对点训练
课堂检测 固双基
1.设F1,F2为定点,|F1F2|=6,动点M满足|MF1|+|MF2|=10,则动点M的轨迹是( )
A.椭圆 B.直线
C.圆 D.线段
[解析] ∵|MF1|+|MF2|=10>|F1F2|=6,
由椭圆定义,动点M轨迹为椭圆.
A
A.2 B.4
C.6 D.8
[解析] 由椭圆定义知|PF1|+|PF2|=2a=2×5=10,则|PF2|=10-6=4.
B
3.已知椭圆4x2+ky2=4的一个焦点坐标是(0,1),则实数k的值是( )
A.1 B.2
C.3 D.4
B
48(共41张PPT)
3.1 椭 圆
3.1.2 椭圆的简单几何性质
第1课时 椭圆的简单几何性质
素养目标 定方向
1.掌握椭圆的几何性质,了解椭圆标准方程中a,b,c的几何意义.(重点)
2.能根据几何性质求椭圆方程,解决相关问题.(难点、易混点)
通过研究椭圆的几何性质,提升直观想象、逻辑推理与数学运算素养.
必备知识 探新知
椭圆的简单几何性质
知识点
-a≤x≤a,-b≤y≤b
-b≤x≤b,-a≤y≤a
A1(-a,0),A2(a,0),
B1(0,-b),B2(0,b)
A1(0,-a),A2(0,a),
B1(-b,0),B2(b,0)
2b
2a
x轴、y轴
原点
(0,1)
思考:椭圆上的点到焦点的距离的最大值和最小值分别是多少?
提示:最大值a+c,最小值a-c.
[解析] 由题意知a2=4,b2=3,则c2=1,
从而2a=4,2c=2,故选B.
B
关键能力 攻重难
题型探究
题型一
椭圆的主要几何量
[规律方法] 根据椭圆方程研究其几何性质的步骤
(1)将椭圆方程化为标准形式.
(2)确定焦点位置.(焦点位置不确定的要分类讨论)
(3)求出a,b,c.
(4)写出椭圆的几何性质.
(1)求椭圆C1的长半轴长、短半轴长、焦点坐标及离心率;
(2)写出椭圆C2的方程,并研究其几何性质.
对点训练
题型二
由椭圆的几何性质求标准方程
2.求适合下列条件的椭圆的标准方程.
[规律方法] 1.已知椭圆的几何性质,求其标准方程主要采用待定系数法,解题步骤为:(1)确定焦点所在的位置,以确定椭圆标准方程的形式;(2)确立关于a、b、c的方程(组),求出参数a、b、c;(3)写出标准方程.
2.注意事项:当椭圆的焦点位置不确定时,通常要分类讨论,分别设出标准方程求解,可确定类型的量有焦点、顶点;而不能确定类型的量有长轴长、短轴长、离心率、焦距.
对点训练
C
题型三
求椭圆的离心率的值(或范围)
A
C
(1)已知椭圆的焦距不小于短轴长,求椭圆的离心率的取值范围;
对点训练
易错警示
[辨析] 上述解法没有讨论焦点的位置,而默认了椭圆的焦点在x轴上.
课堂检测 固双基
1.经过点P(3,0),Q(0,2)的椭圆的标准方程为( )
A
D
A(共38张PPT)
3.1 椭 圆
3.1.2 椭圆的简单几何性质
第2课时 椭圆的标准方程的应用及直线与
椭圆的位置关系
素养目标 定方向
1.进一步掌握椭圆的方程及其性质的应用,会判断直线与椭圆的位置关系.(重点)
2.能运用直线与椭圆的位置关系解决相关的弦长、中点弦问题.(难点)
1.通过直线与椭圆位置关系的判断,培养逻辑推理素养.
2.通过弦长、中点弦问题及椭圆综合问题的学习,提升逻辑推理、直观想象及数学运算素养.
必备知识 探新知
点与椭圆的位置关系
知识点 1
点P在椭圆上 ______________;
点P在椭圆内部 ______________;
点P在椭圆外部 ______________.
点P在椭圆外部
直线与椭圆的位置关系
知识点 2
位置关系 解的个数 Δ的取值
相交 两解 Δ_____0
相切 一解 Δ_____0
相离 无解 Δ_____0
>
=
<
做一做:判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)若直线的斜率一定,则当直线过椭圆的中心时,弦长最大.( )
√
×
√
直线与椭圆相交弦长
知识点 3
|x1-x2|
|y1-y2|
关键能力 攻重难
1. (多选题)中国的嫦娥四号探测器,简称“四号星”,是世界首个在月球背面软着陆和巡视探测的航天器.中国科研人员利用嫦娥四号数据精确定位了嫦娥四号的着陆位置,并再现了嫦娥四号的落月过程,该成果由国际科学期刊《自然·通讯》在线发表.如图所示,现假设“四号星”沿地月转移轨道飞向月球后,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.若用2c1和2c2分别表示椭圆轨
题型探究
题型一
实际生活中的椭圆问题
道Ⅰ和Ⅱ的焦距,用2a1和2a2分别表示椭圆轨道Ⅰ和Ⅱ的长轴长,则下列式子正确的是( )
BD
[规律方法] 解决和椭圆有关的实际问题的思路(数学抽象)
(1)通过数学抽象,找出实际问题中涉及的椭圆,将原问题转化为数学问题.
(2)确定椭圆的位置及要素,并利用椭圆的方程或几何性质求出数学问题的解.
(3)用解得的结果说明原来的实际问题.
中国是世界上最古老的文明中心之一,对世界最重要的贡献之一就是发明了瓷器.中国陶瓷是世界上独一无二的,它的发展过程蕴藏着十分丰富的科学和艺术.陶瓷形状各式各样,从不同角度诠释了数学中几何的形式之美.现有一椭圆形明代瓷盘,经测量得到图中数据,则该椭圆瓷盘的焦距为( )
对点训练
C
题型二
直线与椭圆的位置关系
(1)有两个不同的公共点;
(2)有且只有一个公共点;
(3)没有公共点?
[规律方法] 直线与椭圆位置关系的判断方法
对点训练
题型三
弦长及中点弦问题
(1)求此弦所在的直线方程;
(2)求此弦长.
对点训练
课堂检测 固双基
A.相离 B.相切
C.相交 D.相交或相切
A
2.直线l:x-2y+2=0过椭圆的左焦点F1和一个顶点B,则该椭圆的离心率为( )
D
C
4.已知椭圆4x2+y2=1及直线y=x+m,当直线与椭圆有公共点
时,则实数m的取值范围是__________________.