人教B版(2019)高中数学 选择性必修第一册 2.5.1 椭圆的标准方程(课件+学案共2份打包)

文档属性

名称 人教B版(2019)高中数学 选择性必修第一册 2.5.1 椭圆的标准方程(课件+学案共2份打包)
格式 zip
文件大小 2.4MB
资源类型 教案
版本资源 人教B版(2019)
科目 数学
更新时间 2020-09-14 09:47:16

文档简介

(共56张PPT)
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.
学习目标
XUE
XI
MU
BIAO




知识梳理
题型探究
随堂演练
课时对点练
1
知识梳理
PART
ONE
知识点一 椭圆的定义
1.如果F1,F2是平面内的两个
,a是一个常数,且2a
|F1F2|,则平面内满足
的动点P的轨迹称为椭圆,其中,两个定点F1,F2称为椭圆的
,两个焦点之间的距离|F1F2|称为椭圆的
.
2.椭圆的定义用集合语言叙述为M={P||PF1|+|PF2|=2a,2a>|F1F2|}.
思考 在椭圆定义中,如果2a≤|F1F2|,点P的轨迹会是什么图形?
答案 当2a=|F1F2|时,动点P的轨迹是线段F1F2;
当2a<|F1F2|时,动点P的轨迹不存在.
定点
>
|PF1|+|PF2|=2a
焦点
焦距
知识点二 椭圆的标准方程
?
焦点在x轴上
焦点在y轴上
标准方程
________________
________________
图形
?
?
焦点坐标
_______________
_______________
焦距
___
a,b,c的关系
a>b>0,a>c>0,a2=______
(-c,0),(c,0)
(0,-c),(0,c)
2c
b2+c2
思考 如何根据椭圆的标准方程判断其焦点位置?
答案 比较x2,y2的分母,x2的分母大时,焦点在x轴上,反之在y轴上.
思考辨析
判断正误
SI
KAO
BIAN
XI
PAN
DUAN
ZHENG
WU
1.到平面内两个定点的距离之和等于定长的点的轨迹叫做椭圆.(  )
2.椭圆标准方程只与椭圆的形状、大小有关,与位置无关.(  )
3.椭圆的两种标准形式中,虽然焦点位置不同,但都具备a2=b2+c2.
(  )
4.方程x2+
=1表示焦点在y轴上的椭圆.(  )
×
×


2
题型探究
PART
TWO
一、椭圆的定义
例1 点P(-3,0)是圆C:x2+y2-6x-55=0内一定点,动圆M与已知圆相内切且过P点,判断圆心M的轨迹.
解 方程x2+y2-6x-55=0化成标准形式为(x-3)2+y2=64,圆心为(3,0),半径r=8.
因为动圆M与已知圆相内切且过P点,所以|MC|+|MP|=r=8,
根据椭圆的定义,动点M到两定点C,P的距离之和为定值8>6=|CP|,
所以动点M的轨迹是椭圆.
反思感悟
定义中到两定点的距离之和是常数,而不能是变量.常数(2a)必须大于两定点间的距离,否则轨迹不是椭圆,这是判断曲线是否为椭圆的限制条件.
跟踪训练1 (1)下列命题是真命题的是_____.(将所有真命题的序号都填上)
①已知定点F1(-1,0),F2(1,0),则满足|PF1|+|PF2|=
的点P的轨迹为椭圆;
②已知定点F1(-2,0),F2(2,0),则满足|PF1|+|PF2|=4的点P的轨迹为线段;
③到定点F1(-3,0),F2(3,0)的距离相等的点的轨迹为椭圆.

②因为|PF1|+|PF2|=|F1F2|=4,所以点P的轨迹是线段F1F2;
③到定点F1(-3,0),F2(3,0)的距离相等的点的轨迹是线段F1F2的垂直平分线(y轴).
(2)如图所示,A是圆O内一定点,B是圆周上一个动点,AB的垂直平分线CD与OB交于点E,则点E的轨迹是
A.圆
B.椭圆
C.线段
D.射线

解析 连接EA,∵CD垂直平分AB,
∴|EB|=|EA|,设圆的半径为r,
则|EO|+|EA|=|EO|+|EB|=r>|OA|,
故点E的轨迹是以O,A为焦点的椭圆,故选B.
二、求椭圆的标准方程
例2 求适合下列条件的椭圆的标准方程.
(1)焦点在y轴上,且经过两个点(0,2)和(1,0);
解 因为椭圆的焦点在y轴上,
又椭圆经过点(0,2)和(1,0),
解 因为椭圆的焦点在y轴上,
由椭圆的定义知,
又c=2,所以b2=a2-c2=6,
由a>b>0,知不合题意,故舍去;
方法二 设椭圆的方程为mx2+ny2=1(m>0,n>0,m≠n).
所以所求椭圆的方程为5x2+4y2=1,
反思感悟
求椭圆标准方程的方法
(1)定义法:根据椭圆定义,确定a2,b2的值,结合焦点位置写出椭圆方程.
(2)待定系数法:先判断焦点位置,设出标准方程形式,最后由条件确定待定系数即可.即“先定位,后定量”.
当所求椭圆的焦点位置不能确定时,应按焦点在x轴上和焦点在y轴上进行分类讨论,但要注意a>b>0这一条件.
(3)当已知椭圆经过两点,求椭圆的标准方程时,把椭圆的方程设成mx2+ny2=1(m>0,n>0且m≠n)的形式有两个优点:①列出的方程组中分母不含字母;②不用讨论焦点所在的位置,从而简化求解过程.

(2)椭圆的两个焦点分别为(0,-4)和(0,4),且椭圆上一点P到两焦点的距离
之和为10,则椭圆的标准方程为___________.
解析 依题意,c=4,且焦点在y轴上,
又∵2a=10,∴a=5,
∴b2=a2-c2=9,
三、椭圆定义及标准方程的应用
例3 (1)已知△ABC的顶点B,C在椭圆
+y2=1上,顶点A是椭圆的一个焦点,且椭圆的另外一个焦点在BC边上,求△ABC的周长.
解 如图所示,A为椭圆的左焦点,设F2为椭圆的右焦点,
∴|CA|+|CF2|=2a,
|BA|+|BF2|=2a,
相加有|CA|+|BA|+|BC|=4a,
即△ABC的周长为4a.
(2)已知P是椭圆
=1上的一点,F1,F2是椭圆的两个焦点,且∠F1PF2
=30°,求△F1PF2的面积.
在△F1PF2中,由余弦定理得|F1F2|2=|PF1|2+|PF2|2-2|PF1|·|PF2|cos∠F1PF2,
即4=(|PF1|+|PF2|)2-2|PF1|·|PF2|-2|PF1|·|PF2|cos
30°,
反思感悟
在椭圆中,当椭圆上的点不是椭圆与焦点所在轴的交点时,这个点与椭圆的两个焦点可以构成一个三角形,这个三角形就是焦点三角形.这个三角形中一条边长等于焦距,另两条边长之和等于椭圆定义中的常数.
在处理椭圆中的焦点三角形问题时,可结合椭圆的定义|PF1|+|PF2|=2a及三角形中的有关定理和公式(如正弦定理、余弦定理、三角形面积公式等)来求解.
跟踪训练3 (1)若椭圆
=1的焦点为F1,F2,点P为椭圆上一点,且
∠F1PF2=90°,则△PF1F2的面积为
A.9
B.12
C.15
D.18

解析 依题意a=5,b=3,∴c=4,
|PF1|+|PF2|=2a=10,
|PF1|2+|PF2|2=|F1F2|2=4c2=64,
∴(|PF1|+|PF2|)2=100,
即|PF1|2+|PF2|2+2|PF1||PF2|=100,
∴|PF1|·|PF2|=18,
∴|PF2|=2a-|PF1|=2,
又∵0°<∠F1PF2<180°,
∴∠F1PF2=120°.
3
随堂演练
PART
THREE
1.已知椭圆
=1上一点M到椭圆的一个焦点的距离等于4,那么点M到
另一个焦点的距离等于
A.1
B.3
C.6
D.10

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解析 由椭圆方程可得a2=25,所以2a=10,
由椭圆定义可得点M到另一焦点的距离等于6.
2.已知椭圆的焦距是6,且椭圆上的点到两个焦点的距离之和等于10,则椭圆的标准方程是

解析 依题意2c=6,2a=10,
即a=5,c=3,b=4,
但该椭圆的焦点位置不明确,
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3.已知经过椭圆
=1的右焦点F2的直线交椭圆于A,B两点,则△AF1B的周长等于
A.20
B.10
C.16
D.8

所以由椭圆的定义可得|AF1|+|AF2|=2a=10,|BF1|+|BF2|=2a=10,
所以△ABF1周长为|AF1|+|BF1|+|AF2|+|BF2|=20.
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4.如果方程
=1表示焦点在x轴上的椭圆,则实数a的取值范围是
A.(3,+∞)
B.(-∞,-2)
C.(-∞,-2)∪(3,+∞)
D.(-6,-2)∪(3,+∞)

解得-63.
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椭圆
所以|PA|+|PB|=8>4,
所以点P的轨迹是以A,B为焦点的椭圆.
1.知识清单:
(1)椭圆的定义.
(2)椭圆的标准方程.
(3)椭圆定义及标准方程的应用.
2.方法归纳:数形结合、分类讨论.
3.常见误区:
(1)椭圆定义中2a>|F1F2|易忽视;
(2)易忽视椭圆的标准方程有两种情况.
课堂小结
KE
TANG
XIAO
JIE
4
课时对点练
PART
FOUR
基础巩固
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A.(±5,0)
B.(0,±5)
C.(0,±12)
D.(±12,0)

解析 椭圆的焦点在y轴上,且a2=169,b2=25,
所以c2=a2-b2=144,
所以c=12,故焦点坐标为(0,±12).
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2.已知椭圆5x2+ky2=5的一个焦点坐标是(0,2),那么k的值为
A.-1
B.1
C.
D.-

3.已知△ABC的周长为20,且顶点B(0,-4),C(0,4),则顶点A的轨迹方程是

解析 由△ABC的周长为20,且顶点B(0,-4),C(0,4),可得|AB|+|AC|=12>|BC|,
所以顶点A的轨迹为椭圆,其中2a=12,2c=8,所以a=6,c=4.
因为A,B,C三点构成三角形,三点不能共线,所以x≠0,
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解析 由已知得|PF1|+|PF2|=2a=20,|F1F2|=2c=12.
由余弦定理,知(2c)2=|PF1|2+|PF2|2-2|PF1|·|PF2|·cos
60°,
即144=(|PF1|+|PF2|)2-3|PF1|·|PF2|,
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5.(多选)使方程
=1表示椭圆的m的值可以是
A.2
B.3
C.4
D.0



解得-11
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6.(多选)已知点P在椭圆上,且P到椭圆的两个焦点的距离分别为5,3.过P且与两焦点的连线垂直的直线恰好经过椭圆的一个焦点,则椭圆的标准方程为


解析 依题意,不妨令|PF1|=5,|PF2|=3,
且△PF2F1为直角三角形,
∴|F1F2|2=|PF1|2-|PF2|2=52-32=16,
∴|F1F2|=4,∴c=2,
故2a=|PF1|+|PF2|=8,∴a=4,∴b2=a2-c2=12,
又椭圆的焦点位置不明确,
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8.设P是椭圆
=1上的一点,F1,F2分别为椭圆的左、右焦点,则|PF1|·|PF2|
的最大值是_____,此时点P的坐标为__________.
16
(0,±3)
解析 由题意知,|PF1|+|PF2|=2a=8,
当且仅当|PF1|=|PF2|=4时取“=”,
故|PF1|·|PF2|的最大值是16.
∵|PF1|=|PF2|=4,∴点P的坐标为(0,±3).
9.求满足下列条件的椭圆的标准方程:
(1)焦点在y轴上,焦距是4,且经过点M(3,2);
解 由焦距是4可得c=2,
且焦点坐标为(0,-2),(0,2).
由椭圆的定义知,
所以a=4,所以b2=a2-c2=16-4=12.
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(2)c∶a=5∶13,且椭圆上一点到两焦点的距离的和为26.
解 由题意知,2a=26,即a=13,
又c∶a=5∶13,所以c=5,
所以b2=a2-c2=132-52=144,
因为焦点所在的坐标轴不确定,
10.已知圆M:(x+1)2+y2=1,圆N:(x-1)2+y2=9,动圆P与圆M外切并且与圆N内切,圆心P的轨迹为曲线C.求C的方程.
解 由已知得圆M的圆心为M(-1,0),半径r1=1;
圆N的圆心为N(1,0),半径r2=3.
设圆P的圆心为P(x,y),半径为R.
动圆P与圆M外切并且与圆N内切,
所以|PM|+|PN|=(R+r1)+(r2-R)=r1+r2=4>|MN|.
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综合运用
11.椭圆mx2+ny2+mn=0(m
因为m所以焦点在y轴上,
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在△F1MF2中,由m2+n2=4c2,
得(m+n)2-2mn=4c2,根据椭圆的定义有m+n=2a,
所以2mn=4a2-4c2,故mn=2b2,即mn=2,
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13.已知椭圆
=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_____.
4
解析 设椭圆的另一个焦点为E,
则|MF|+|ME|=10,
又∵|MF|=2,
∴|ME|=8,又ON为△MEF的中位线,
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14.已知P为椭圆
=1上的一点,M,N分别为圆(x+3)2+y2=1和圆(x-3)2
+y2=4上的点,则|PM|+|PN|的最小值为_____.
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解析 由题意知椭圆的两个焦点F1,F2分别是两圆的圆心,
且|PF1|+|PF2|=10,
从而|PM|+|PN|的最小值为|PF1|+|PF2|-1-2=7.
拓广探究
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解析 由已知得F(c,0),A(a,0),B(0,2),
解得a2=8,b2=4.
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∵sin2
∠F1PF2+cos2
∠F1PF2=1,