课件46张PPT。2.2.2 椭圆的几何性质第二章 圆锥曲线与方程启动思维1.利用圆的方程可以研究圆的性质:
圆心、半径、面积、对称性等.2.圆和椭圆都具有对称性,都是优美的曲线.3.椭圆必定有不同于其它曲线的性质.
画出不同的椭圆,观察其特点,椭圆有哪些性质?
应该如何研究椭圆的性质?利用椭圆的方程启动思维直线与圆的位置关系有相切、相离、相交.
判断直线与圆的位置关系有两种方法:
(1)几何法:利用圆心到直线的距离d与半径r的关系,当d=r时,直线与圆相切;
当d>r时,直线与圆相离;
当d(2)代数法:由方程联立消去y得到关于x的方程.
当Δ=0时,直线与圆相切.
当Δ>0时,直线与圆相交.
当Δ<0时,直线与圆相离.
直线与椭圆的位置关系问题如何解决呢?走进教材椭圆的简单几何性质(±a,0),(0,±b)(0,±a),(±b,0)??-a≤x≤a,-b≤y≤b-b≤x≤b,-a≤y≤a走进教材2b2a(±c,0)(0,±c)坐标轴坐标原点?2c走进教材?走进教材?两一无>=<自主练习?A化为标准方程焦点在x轴上
a=4,b=2自主练习?C自主练习??自主练习?D自主练习?B自主练习?x+2y-8=0典例导航题型一:椭圆的简单几何性质求下列椭圆的长轴长和短轴长,焦点坐标和顶点坐标
和离心率:
(1)4x2+9y2=36;
(2)m2x2+4m2y2=1(m>0).化为标准方程典例导航?解:典例导航??变式训练求下列椭圆的长轴长、焦距、焦点坐标、顶点坐标和离心率.
(1)25x2+y2=25;
(2)4x2+9y2=1.?解:变式训练?典例导航题型二:由椭圆的几何性质求椭圆的方程??解:①定型;②定量典例导航??变式训练求适合下列条件的椭圆的标准方程.
(1)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;
(2)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).acb?等腰直角三角形变式训练?(2)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).顶点典例导航题型三:求椭圆的离心率已知椭圆的两个焦点为F1、F2,A为椭圆上一点,
且AF1⊥AF2,∠AF2F1=60°,求该椭圆的离心率.?xOyc2c?解:AF1F2变式训练?xOyAPFB【解析】?典例导航题型四:直线与椭圆位置关系的判定?得(m+5k2)x2+10kx+5(1-m)=0,
∴Δ=100k2-20(m+5k2)(1-m)与k无关由y=kx+1,mx2+5y2-5m=0,=20m(5k2+m-1).解:典例导航∵直线与椭圆总有公共点,
∴Δ≥0对任意k∈R都成立.
∵m>0,∴5k2≥1-m恒成立,∴1-m≤0,即m≥1.
又椭圆的焦点在x轴上,
∴0<m<5,
∴1≤m<5.典例导航?另解:与k无关,恒过(0,1)∵直线y=kx+1过定点M(0,1),
∴要使直线与该椭圆总有公共点,
则点M(0,1)必在椭圆内或椭圆上,由此得,解得1≤m<5.0故弦中点应为(4,0),与已知矛盾,
所以直线l的斜率存在.
所以可设直线l方程为y-2=k(x-4),
即y=kx-4k+2,解:典例导航?点P在
椭圆内不需求Δ典例导航设直线与椭圆交点为A(x1,y1),B(x2,y2),
∵P为弦AB的中点,∴x1+x2=8,y1+y2=4,
又∵A、B在椭圆上,∴x12+4y12=36,x22+4y22=36.另解:两式相减,得(x12-x22)+4(y12-y22)=0,
即(x1+x2)(x1-x2)+4(y1+y2)(y1-y2)=0.?典例导航?斜率中点典例导航另解:?设所求直线与椭圆的一交点为A(x,y),
则另一交点为B(8-x,4-y).
∵A、B在椭圆上,∴x2+4y2=36,①
(8-x)2+4(4-y)2=36,②
①-②得:x+2y-8=0上,
而过A、B的直线只有一条,
∴所求直线的方程为x+2y-8=0.对称性变式训练?【答案】2x+4y-3=0典例导航?题型六:弦长问题?设直线l与椭圆的交点为A(x1,y1),B(x2,y2),解:典例导航??????变式训练??变式训练??典例导航题型七:椭圆的综合问题?(1)若点P的坐标为(0,1),求椭圆C的标准方程;
(2)若点P的坐标为(0,t),求t的取值范围.45°∵直线AB的斜率为1,
∴∠BAP=45°,
即△BAP是等腰直角三角形,解:典例导航??典例导航(2)由点P的坐标为(0,t)及点A位于x轴下方,
得点A的坐标为(0,t-3),
∴t-3=-b,即b=3-t.
显然点B的坐标是(3,t),将它代入椭圆方程得:?变式训练??变式训练??m+n=10归纳小结1.已知椭圆的方程讨论性质时,若不是标准形式
先化成标准形式,再确定焦点的位置,焦点位置
不确定的要分类讨论,找准a与b,正确利用
a2=b2+c2,求出焦点坐标,再写出顶点坐标.归纳小结2.利用椭圆的几何性质求标准方程通常采用待定系数法.
(1)根据已知条件求椭圆的标准方程的思路是
“选标准,定参数”,一般步骤是:①求出a2,b2的值;
②确定焦点所在的坐标轴;③写出标准方程.
(2)解此类题要仔细体会方程思想在解题中的应用.?归纳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(x1,y1),B(x2,y2);
(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)利用韦达定理设而不求;
(5)把题干中的条件转化为x1+x2,x1x2或y1+y2,y1y2,
进而求解.课件41张PPT。2.2.2 椭圆的几何性质第二章 圆锥曲线与方程复习回顾椭圆的标准方程当焦点在x轴上时,当焦点在y轴上时,??引入课题解析几何研究的问题:范围对称性顶点离心率知识点一:椭圆的范围?x、y的取值范围????-a≤x≤a????-b≤y≤b知识点二:椭圆的对称性?-x、-y是否满足方程(1)把x换成-x方程不变图象关于y轴对称;图象关于x轴对称;图象关于原点对称.(3)把x换成-x,同时把y换成-y方程不变(2)把y换成-y方程不变???知识点三:椭圆的顶点?令x=0,y=0令 x=0,得 y=±b;令 y=0,得 x=±a.长轴、短轴:
线段A1A2、B1B2分别
叫做椭圆的长轴和短轴.
a、b分别叫做椭圆的
长半轴长和短半轴长.知识点四:椭圆的离心率?[1]离心率的取值范围:0(2)e 越接近 0,c 就越接近 0,从而 b就越大,椭圆就越圆.知识探究当椭圆的焦点在y轴上时,其几何性质又如何?|x|≤ a, |y|≤ b关于x轴、y轴、原点对称(0, a)、(0, -a)、(b, 0)、(-b, 0)(c,0)、(-c,0)长半轴长为a, 短半轴长为b??典例分析解:求椭圆9x2+16y2=144的长轴长、短轴长、离心率、焦点和顶点坐标.??跟踪训练求椭圆4x2+9y2=36的长轴长和焦距、焦点坐标、顶点坐标和离心率.?典例分析?[思路探索]
①判断焦点所在坐标轴并设出标准方程;
②利用题目条件求参数a,b,c.
典例分析?长轴及离心率
与焦点位置无关?∴椭圆的标准方程为∴b2=a2-c2=25-16=9.?解:典例分析(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.xA1A2FOycba?等腰直角
三角形解:跟踪训练??跟踪训练??xOya-ca典例分析如图所示,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是椭圆上一点,且PF1⊥x轴,PF2∥AB,求此椭圆的离心率.转化为a、b、c的关系?解:典例分析直线PF1的方程为x=-c,???则b2=4c2,∴a2-c2=4c2,???又PF2∥AB,∴△PF1F2∽△AOB. ?斜率相等也可跟踪训练????????归纳小结1.椭圆基本量的求法
若方程非标准形式,先将所给方程化为标准形式,
然后根据方程判断出椭圆的焦点在哪个坐标轴上,
再利用a,b,c之间的关系和定义,求椭圆的基本量.归纳小结2.利用性质求椭圆的标准方程,通常采用待定系数法,
而其关键是根据已知条件确定其标准方程的形式并
列出关于参数的关系式,利用解方程(组)求解,同时
注意a、b、c、e的内在联系以及对方程两种形式的讨论.?当堂训练? ?引入课题:直线与椭圆?xOy知识点一:直线与椭圆的位置关系1.直线与圆的位置关系有几种?
如何判断?三种位置关系相离、相切、相交判断几何法代数法(Δ)2.直线与椭圆的位置关系有几种?
如何判断?xOy方程组解的个数典例分析解: k为何值时,直线y=kx+2和曲线2x2+3y2=6有两个
公共点?有一个公共点?没有公共点??由y=kx+2,2x2+3y2=6,得2x2+3(kx+2)2=6,典例分析?跟踪训练?xOy由4x-5y+k=0,9x2+25y2=225,得25x2+8kx+k2-225=0,解:设与l平行的直线m:4x-5y+k=0
与椭圆相切令Δ=64k2-4×25(k2-225)=0,解得:k=25或k=-25,显然当k=25时,m与l的距离最小,?知识点二:弦长问题xOy如何求圆的弦长?如何求椭圆的弦长?A(x1, y1)B(x2, y2)y=kx+m????y=kx+mb2x2+a2y2-a2b2=0几何性质典例分析??由y=x+2,x2+4y2-4b2=0,得5x2+16x+16-4b2=0,xOy?设A(x1, y1), B(x2, y2),解:典例分析?????解得b2=4,∴b=2,a=4???跟踪训练?【答案】2知识点三:弦中点问题圆中的弦的中点满足什么性质?xOy椭圆中的弦的中点满足此性质吗?A(x1, y1)B(x2, y2)y=kx+m????y=kx+mb2x2+a2y2-a2b2=0点在椭圆内典例分析?显然直线的斜率存在,设为k,
则所求直线的方程为y-1=k(x-2),
代入椭圆方程并整理,得
(4k2+1)x2-8(2k2-k)x+4(2k-1)2-16=0, (*)
设直线与椭圆的交点为A(x1,y1),B(x2,y2),
则x1、x2是(*)方程的两个根,解:想一想为什么?无需求解Δ典例分析?∴所求直线的方程为x+2y-4=0.典例分析设直线与椭圆交点为A(x1,y1),B(x2,y2),
∵P为弦AB的中点,∴x1+x2=4,y1+y2=2,
又∵A、B在椭圆上,∴x12+4y12=16,x22+4y22=16.?另解:两式相减,得(x12-x22)+4(y12-y22)=0,
即(x1+x2)(x1-x2)+4(y1+y2)(y1-y2)=0.典例分析?斜率中点典例分析?设所求直线与椭圆的一交点为A(x,y),
则另一交点为B(4-x,2-y).
∵A、B在椭圆上,∴x2+4y2=16,①
(4-x)2+4(2-y)2=16,②
①-②得:x+2y-4=0上,
而过A、B的直线只有一条,∴所求直线的方程为x+2y-4=0.另解:对称性跟踪训练?【答案】2x+4y-3=0当堂训练??C当堂训练?D 当堂训练2.已知在椭圆中,长轴长为2a,焦距为2c,
且a+c=10,a-c=4,求椭圆的标准方程.解:方程有两种形式:?归纳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(x1,y1),B(x2,y2);
(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)利用韦达定理设而不求;
(5)把题干中的条件转化为x1+x2,x1x2或y1+y2,y1y2,
进而求解.