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2020版高中数学第二章圆锥曲线与方程2_2_1椭圆的标准方程一学案新人教B版选修2_1

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2.2.1 椭圆的标准方程(一)

学习目标 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. 知识点一 椭圆的定义

思考1 给你两个图钉、一根无弹性的细绳、一张纸板,一支铅笔,如何画出一个椭圆? 思考2 在上述画椭圆过程中,笔尖移动需满足哪些条件?如果改变这些条件,笔尖运动时形成的轨迹是否还为椭圆?

梳理 (1)我们把平面内与两个定点F1,F2的距离的和等于__________(大于|F1F2|)的点的轨迹(或集合)叫做________.这两个定点叫做椭圆的________,两焦点间的距离叫做椭圆的________.

(2)椭圆的定义用集合语言叙述为:

P={M||MF1|+|MF2|=2a,2a>|F1F2|}.

(3)2a与|F1F2|的大小关系所确定的点的轨迹如下表:

条件 2a>|F1F2| 2a=|F1F2| 2a<|F1F2| 知识点二 椭圆的标准方程 思考1 在椭圆的标准方程中a>b>c一定成立吗?

思考2 若两定点A、B间的距离为6,动点P到两定点的距离之和为10,如何求出点P的轨迹方程?

梳理 (1)椭圆标准方程的两种形式

焦点位置 焦点在x轴上 标准方程 焦点 焦距 2c 结论 动点的轨迹是椭圆 动点的轨迹是线段F1F2 动点不存在,因此轨迹不存在 x2y2+=1(a>b>0) a2b2y2x2+=1(a>b>0) a2b2F1(-c,0),F2______ F1______, F2(0,c) 焦点在y轴上 2c (2)椭圆的标准方程与其在坐标系中的位置的对应关系 椭圆在坐标系中的位置 标准方程 焦点坐标 x2y2+=1(a>b>0) a2b2F1(-c,0),F2(c,0) y2x2+=1(a>b>0) a2b2F1(0,-c),F2(0,c) 1文档收集于互联网,已整理,word版本可编辑.

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a,b,c的关系 (3)根据方程判断椭圆的焦点位置及求焦点坐标. b2=a2-c2 判断椭圆焦点在哪个轴上就要判断椭圆标准方程中x项和y项的分母哪个更大一些,即“谁大在谁上”.如方程为+=1的椭圆,焦点在y轴上,而且可求出焦点坐标F1(0,-1),

54

22

y2x2

F2(0,1),焦距|F1F2|=2.

类型一 椭圆的定义解读

例1 点P(-3,0)是圆C:x+y-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.

反思与感悟 椭圆是在平面内定义的,所以“平面内”这一条件不能忽视. 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 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|=2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. 类型二 求椭圆的标准方程

命题角度1 用待定系数法求椭圆的标准方程

111

例2 求焦点在坐标轴上,且经过两点P(,),Q(0,-)的椭圆的标准方程.

332引申探究

求与椭圆+=1有相同焦点,且过点(3,15)的椭圆方程.

259

反思与感悟 (1)若椭圆的焦点位置不确定,需要分焦点在x轴上和在y轴上两种情况讨论,也可设椭圆方程为mx+ny=1(m≠n,m>0,n>0).

2

2

2

2

x2y2

x2y2x2y22(2)与椭圆2+2=1(a>b>0)有公共焦点的椭圆方程为2+2=1(a>b>0,b>-λ),

aba+λb+λy2x2y2x22

与椭圆2+2=1(a>b>0)有公共焦点的椭圆方程为2+2=1(a>b>0,b>-λ).

aba+λb+λ跟踪训练2 求适合下列条件的椭圆的标准方程.

(1)椭圆的两个焦点坐标分别为F1(-4,0),F2(4,0),椭圆上一点P到两焦点的距离之和等于10;

(2)椭圆过点(3,2),(5,1);

(3)椭圆的焦点在x轴上,且经过点(2,0)和点(0,1).

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命题角度2 用定义法求椭圆的标准方程

例3 已知一动圆M与圆C1:(x+3)+y=1外切,与圆C2:(x-3)+y=81内切,试求动圆圆心M的轨迹方程.

反思与感悟 用定义法求椭圆标准方程的思路:先分析已知条件,看所求动点轨迹是否符合椭圆的定义,若符合椭圆的定义,可以先定位,再确定a,b的值.

45跟踪训练3 已知P点在以坐标轴为对称轴的椭圆上,点P到两焦点的距离分别为和

325

,过点P作焦点所在的坐标轴的垂线,垂足恰好为椭圆的一个焦点,求此椭圆的方程. 3

类型三 椭圆中焦点三角形问题

例4 (1)已知P是椭圆+=1上的一点,F1,F2是椭圆的两个焦点,且∠F1PF2=30°,

54求△F1PF2的面积;

(2)已知椭圆+=1的焦点为F1,F2,点P在椭圆上.若|PF1|=4,求∠F1PF2的大小.

92反思与感悟 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|MF1|+|MF2|=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.

2

2

2

2

y2x2

x2y2

x2y2

跟踪训练4 (1)在椭圆C:2+2=1(a>b>0)的焦点三角形PF1F2中,∠F1PF2=α,点P的坐

ab标为(x0,y0),求证:△PF1F2的面积S?PFF=c|y0|=btan;

122

2

α(2) 已知椭圆的方程为+=1,椭圆上有一点P满足∠PF1F2=90°(如图).求△PF1F2的

43面积.

1.已知A(-5,0),B(5,0).动点C满足|AC|+|BC|=10,则点C的轨迹是( ) A.椭圆 C.线段

2

2

x2y2

B.直线 D.点

2.若方程3x+ky=1表示焦点在y轴上的椭圆,则k的可能取值为( ) A.1 B.3 C.0 D.-2

3.已知椭圆C:+=1内有一点M(2,3),F1,F2分别为椭圆的左,右焦点,P为椭圆C2516上一点,则|PM|+|PF1|的最大值为________,最小值为________. 4.椭圆8x+3y=24的焦点坐标为________________.

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x2y2

2020版高中数学第二章圆锥曲线与方程2_2_1椭圆的标准方程一学案新人教B版选修2_1

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