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人教高中数学选修2-1
第二章
2.2.1
椭圆及标准方程
生活中或是自然界中有哪些常见的椭圆图形?
想一想
观察以下几组图片
我们了解了生活中的椭圆后,再进一步学习数学中的椭圆及其标准方程
椭圆定义:
平面内于两定点F1、F2距离之和等于常数(大于F1F2
)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。
第一定义:
椭圆第二定义(准线定义)
平面上到定点距离与到定直线间距离之比为常数的点的集合(定点不在定直线上,该常数为小于1的正数)(该定点为椭圆的焦点,该直线称为椭圆的准线)。
动手实践
画一画
1、取一条长度一致的细绳(设为2a>0).
2、两端固定在铺在桌面上的白纸上的两定点F1、F2处,(|F1F2|<2a).
3、笔尖将细绳拉紧,在纸上慢慢移动。
4、看看能得到什么样的图形?
通过实践画一画,我们了解了椭圆图形,那么椭圆的标准方程及其图像又是怎样的呢?
焦点在x轴上:
焦点在y轴上:
对于
,只要A、B、C同号
就是椭圆方程,可化为
注意!
椭圆方程推导
①?建立适当的直角坐标系:?
以直线F1F2为X轴,线段F1F2垂直平分线为y轴,建立如图所示的坐标系。?
②?设点:设p(x,y)是椭圆上的任意一点,?
∵F1F2=2c,则F1(-c,o),?F2(c,o);?
③根据条件PF1+PF2=2a得?
(1)?③?化简:(方法一:两边平方)
?
④?(a2-c2)x2+a2y2=a2(a2-c2)?
问①能否美化结论的形象?
?∵a>c>0,∴a2-c2>0,令a2-c2=b2?则:b2x2+a2x2=a2b2?
问②由直线方程的截距式是否可以得到启发??
∴椭圆方程为:
(法二:分母有理化)对(1)进行分子有理化得:?
两边取倒数化简得?
?
(1)
????
?
(1)+(2)得:?
=
+a
(3)
对(3)两边平方可得椭圆的标准方程。
几何性质
x
o
x
椭圆方程
图形特征
几何性质
范围
顶点
焦点
续表
椭圆方程
准线
对称轴
长短轴
离心率
焦半径
练一练
已知椭圆的方程为
,则a=___,b=____,
c=____,焦点坐标为:__________,焦距___________。
5
3
4
6
求解标准方程的基本方法:
一、已知椭圆焦点的位置,求椭圆的标准方程。
例1:已知椭圆的焦点是F1(0,-1)、F2(0,1),P是椭圆上一点,并且PF1+PF2=2F1F2,求椭圆的标准方程。
解:由PF1+PF2=2F1F2=2×2=4,得
2a=4.
又c=1,所以b2=3.
所以椭圆的标准方程是
求解标准方程的基本方法:
二、未知椭圆焦点的位置,求椭圆的标准方程。
例:1.
椭圆的一个顶点
为,其长轴长是短轴长的2倍,求椭圆的标准方程.
解:(1)当
为长轴端点时,a=2,b=1,
椭圆的标准方程为:
;
(2)当
为短轴端点时,b=2,a=4,
椭圆的标准方程为:
求解标准方程的基本方法:
三、椭圆的焦点位置由其它方程间接给出,求椭圆的标准方程。
解:因为
=9-4=5,所以设所求椭圆的标准方程为
.
由点(-3,2)在椭圆上知
,所以
=15.所以所
求椭圆的标准方程为
例.求过点(-3,2)且与椭圆
有相
同焦点的椭圆的标准方程.
求解标准方程的基本方法:
四、与直线相结合的问题,求椭圆的标准方程。
解:由题意,设椭圆方程为
,
由
,
得
,
例:
已知中心在原点,焦点在轴上的椭圆与直线
x+y-1=0线交于A、B两点,为中点,M为AB中点,OM的斜率为0.25,椭圆的短轴长为2,求椭圆方程。
总结
|MF1|+|MF2|>|F1F2|
椭圆
|MF1|+|MF2|=|F1F2|
线段
|MF1|+|MF2|<|F1F2|
不存在
一、
二、
无论焦点在x轴还是y轴上,椭圆的离
心率总是小于1,焦距都为2c。
无论焦点在x轴还是y轴上,椭圆的离
心率总是小于1,焦距都为2c。
三、
课后习题
配套练习:第一课时