9.5 椭圆 考纲要求
1.掌握椭圆的定义、几何图形、标准方程和简单性质. 2.理解数形结合的思想.
3.了解椭圆的简单应用,了解椭圆的实际背景,了解椭圆在刻画现实世界和解决实际问题中的作用.
1.椭圆的定义
平面内与两个定点F1,F2的距离的和等于常数(大于|F1F2|)的点的轨迹(或集合)叫做椭圆,这两个定点叫做椭圆的__________,两焦点间的距离叫做椭圆的__________.
2.椭圆的标准方程和几何性质 标准方程 x2y2+=1(a>b>0) a2b2y2x2+=1(a>b>0) a2b2图形 范围 -a≤x≤a -b≤x≤b -b≤y≤b -a≤y≤a 对称性 对称轴:坐标轴 对称中心:原点 A1(-a,0),A2(a,0) A1(0,-a),A2(0,a) 性质 顶点 B1(0,-b),B2(0,b) B1(-b,0),B2(b,0) 轴 长轴A1A2的长为____;短轴B1B2的长为____ 焦距 |F1F2|=____ 离心率 e=____∈(0,1) a,b,c ________ 的关系 1.已知椭圆+=1,长轴在x轴上,若焦距为4,则m等于( ).
10-mm-2
A.4 B.5 C.7 D.8 2.若一个椭圆长轴的长度、短轴的长度和焦距成等差数列,则该椭圆的离心率是( ). 4321A. B. C. D. 5555
1
3.已知椭圆的中心在坐标原点,焦点在x轴上,且长轴长为12,离心率为,则该椭
3
圆方程为( ).
A.C.
+=1 144128+=1 3236
x2
y2
x2y2
B.D.
+=1 3620
x2x2
y2y2
+=1 3632
x2y21
4.若焦点在x轴上的椭圆+=1的离心率为,则m等于( ).
2m2
x2y2
A.3
3
B. 2
8
C. 3
2D. 3
5.椭圆+=1的焦点为F1,F2,点P在椭圆上.若|PF1|=4,则|PF2|=__________;
92
∠F1PF2的大小为__________.
一、椭圆的定义及标准方程
x2y2
x2y2
【例1-1】已知F1,F2是椭圆2+2=1(a>b>0)的两个焦点,P为椭圆上的一个动点,
ab1
若△PF1F2的周长为12,离心率e=,则此椭圆的标准方程为__________.
2
2222
【例1-2】一动圆与已知圆O1:(x+3)+y=1外切,与圆O2:(x-3)+y=81内切,试求动圆圆心的轨迹方程.
方法提炼
1.在利用椭圆定义解题的时候,一方面要注意到常数2a>|F1F2|这个条件;另一方面要熟练掌握由椭圆上任一点与两个焦点所组成的“焦点三角形”中的数量关系.
2.用待定系数法求椭圆方程的一般步骤
(1)作判断:根据条件判断椭圆的焦点在x轴上,还是在y轴上,还是两个坐标轴都有可能.
x2y2x2y2
(2)设方程:根据上述判断设方程2+2=1(a>b>0)或2+2=1(a>b>0).
abba(3)找关系:根据已知条件,建立关于a,b,c的方程组.
(4)得方程:解方程组,将解代入所设方程,即为所求. 请做演练巩固提升3 二、椭圆的几何性质
x2y2
【例2】如图,在平面直角坐标系xOy中,A1,A2,B1,B2为椭圆2+2=1(a>b>0)的
ab四个顶点,F为其右焦点,直线A1B2与直线B1F相交于点T,线段OT与椭圆的交点M恰为线段OT的中点,则该椭圆的离心率为__________.
方法提炼
离心率是椭圆的几何性质中考查的重点,求离心率的方法通常是根据条件列出a,c所满足的齐次方程(或不等式),然后再求离心率的值或取值范围.
请做演练巩固提升4
椭圆主观题的规范解答
x2y23
【典例】 (12分)(2012山东高考)如图,椭圆M:2+2=1(a>b>0)的离心率为,
ab2
直线x=±a和y=±b所围成的矩形ABCD的面积为8.
(1)求椭圆M的标准方程;
(2)设直线l:y=x+m(m∈R)与椭圆M有两个不同的交点P,Q,l与矩形ABCD有两个
|PQ|
不同的交点S,T.求的最大值及取得最大值时m的值.
|ST|
规范解答:(1)设椭圆M的半焦距为c,
??c3
由题意得?=,
a2??4ab=8,
a2=b2+c2,
2
所以a=2,b=1.(3分)
因此椭圆M的方程为+y=1.(4分)
4
x2
x??+y2=1,
(2)由?4
??y=x+m2
2
整理得5x+8mx+4m-4=0,
2
22
由Δ=64m-80(m-1)=80-16m>0, 得-5<m<5.
设P(x1,y1),Q(x2,y2),
2
8m4m-1
则x1+x2=-,x1x2=.
55
所以|PQ|=x1-x2+y1-y2=2[x1+x2-4x1x2]
42
=25-m(-5<m<5).(7分) 5
线段CD的方程为y=1(-2≤x≤2),线段AD的方程为x=-2(-1≤y≤1).
①不妨设点S在AD边上,T在CD边上,可知1≤m<5,S(-2,m-2),D(-2,1), 所以|ST|=2|SD|=2[1-(m-2)]=2(3-m),
2
|PQ|45-m因此=2,
|ST|53-m令t=3-m(1≤m<5),
则m=3-t,t∈(3-5,2],
2
|PQ|45-3-t4所以==
|ST|5t254=5
2
2
2
2
46-2+-1
tt?13?25-4?-?+, ?t4?4
由于t∈(3-5,2],
1?13+5?所以∈?,?,
t?24?
134|PQ|255因此当=,即t=时,取得最大值,此时m=.(9分)
t43|ST|53②不妨设点S在AB边上,T在CD边上, 此时-1≤m≤1,
因此|ST|=2|AD|=22,
|PQ|22
此时=5-m,
|ST|5
|PQ|25
所以当m=0时,取得最大值.(10分)
|ST|5
③不妨设点S在AB边上,T在BC边上,-5<m≤-1,
|PQ|255
由椭圆和矩形的对称性知的最大值为,此时m=-.
|ST|53
5|PQ|25
综上所述,当m=±或m=0时,最大值为.(12分)
3|ST|5
答题指导:从圆锥曲线定义入手掌握有关知识,注意总结规律和防范细节性的错误.
yb别是F1,F2.若|AF1|,|F1F2|,|F1B|成等比数列,则此椭圆的离心率为( ).
1
A. 4
B.5
5
1
C. 2
D.5-2
1.(2012江西高考)椭圆2+2=1(a>b>0)的左、右顶点分别是A,B,左、右焦点分
xa22
2.已知椭圆的中心为原点,离心率e=焦点重合,则此椭圆方程为( ).
A.x+=1
4C.
2
32
,且它的一个焦点与抛物线x=-43y的2
2
y2
B.+y=1 4
x2x2
+=1 D.+=1 164416
3.椭圆对称轴在坐标轴上,短轴的一个端点与两个焦点构成一个正三角形,焦点到椭圆上的点的最短距离是3,则这个椭圆方程为____________________.
4.已知F1,F2是椭圆的两个焦点,P为椭圆上一点,∠F1PF2=60°,则椭圆离心率的取值范围为__________.
x2y2y2
y2
5.设F1,F2分别是椭圆E:x+2=1(0<b<1)的左、右焦点,过F1的直线l与E相交
b于A,B两点,且|AF2|,|AB|,|BF2|成等差数列.
(1)求|AB|;
(2)若直线l的斜率为1,求b的值.
2
参考答案
基础梳理自测
知识梳理
1.焦点 焦距
2.2a 2b 2c c=a-b
基础自测
1.A 解析:椭圆焦点在x轴上, 22
∴a=10-m,b=m-2.
又c=2,∴(10-m)-(m-2)=4. ∴m=4.
2.B 解析:由题意有2a+2c=2(2b),即a+c=2b.
222222
又c=a-b,消去b整理得5c=3a-2ac,即5e+2e-3=0,
3
∴e=或e=-1(舍去).
5
c1
3.D 解析:2a=12,=,
a32
∴a=6,c=2,b=32, ∴椭圆的方程为+=1.
363222
4.B 解析:∵a=2,b=m, 2
∴c=2-m.
c22-m12
∵e=2==.
a243∴m=.
2
5.2 120° 解析:由题意知a=3,b=2,c=7. 由椭圆定义得|PF1|+|PF2|=6. ∵|PF1|=4,∴|PF2|=2. 又∵|F1F2|=27,
1
在△F1PF2中,由余弦定理可得cos∠F1PF2=-,
2
∴∠F1PF2=120°. 考点探究突破
【例1-1】 +=1 解析:由于△PF1F2的周长为2a+2c=12,椭圆的离心率e=
1612a1
=, 2
故a=4,c=2,b=12,椭圆的标准方程为+=1.
1612
【例1-2】 解:如图所示,设动圆的圆心为C,半径长为r.
2
ca222
x2y2
x2y2cx2y2