第60课时 椭圆(2)
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宝应县范水高级中学备课纸学科:数学 执教者:卢浩 执教班级:高二(4)(5) 日期: 年 月 日 教学内容: 椭圆标准方程(二)教学目的要求;1.掌握椭圆的定义、方程及标准方程的推导;2.掌握焦点、焦点位置与方程关系、焦距;教学重点;椭圆的标准方程及定义教学难点:椭圆标准方程的推导教学方法:学导式学法指导:1、渗透数形结合思想;2.、提高学生解题能力。
3、与学生展开讨论,从而使学生自己发现规律教具准备:投影片教学过程一、基础题: 1已知椭圆方程为1112022=+y x ,那么它的焦距是( ) A.6 B.3 C.331 D.312、1,6==c a ,焦点在y 轴上的椭圆的标准方程是 .3、已知椭圆的两个焦点坐标是F 1(-2,0),F 2(2,0),并且经过点P (23,25-), 则椭圆标准方程是______.二、例题讲授:例1、 求适合下列条件的椭圆的标准方程:(1)焦点在x 轴上,且经过点(2,0)和点(0,1).(2)焦点在y 轴上,与y 轴的一个交点为P (0,-10),P 到它较近的一个焦点的距离等于2.(3)已知椭圆经点33(1,),(3,2,求椭圆方程。
练习:(1) 两个焦点坐标分别是(-3,0),(3,0),且经过点(5,0)的椭圆方程为___________;(2)两个焦点坐标分别是(0,5),(0,-5),椭圆上一点P 到两焦点的距离和为26的椭圆的标准方程为______________________。
例2 如图,已知一个圆的圆心为坐标原点,半径为2,从这个圆上任意一点P 向x 轴作垂线段PP ˊ,求线段PP ˊ的中点M 的轨迹例3、P 是椭圆1162522=+y x 上一点,F 1、F 2是焦点,若∠F 1PF 2=60°, 求△PF 1F 2的面积.例4、求过点A (-1,-2)且与椭圆19622=+y x 的两个焦点相同的椭圆标准方程练习1、 方程22212x y m m +=-表示椭圆的充要条件是_______________。
2.2.2椭圆的简单几何性质第1课时椭圆的简单几何性质1.掌握椭圆的范围、对称性、顶点、离心率等几何性质.2.明确椭圆标准方程中a、b以及c、e的几何意义,a、b、c、e之间的相互关系.3.能利用椭圆的几何性质解决椭圆的简单问题.,椭圆的简单几何性质1.判断(正确的打“√”,错误的打“×”)(1)椭圆的顶点是椭圆与它的对称轴的交点.()(2)椭圆上的点到焦点的距离的最大值为a+c.()(3)椭圆的离心率e越接近于1,椭圆越圆.()(4)椭圆x2a2+y2b2=1(a>b>0)的长轴长等于a.()答案:(1)√(2)√(3)×(4)×2.椭圆6x2+y2=6的长轴端点坐标为()A.(-1,0),(1,0)B.(-6,0),(6,0) C.(-6,0)(6,0) D.(0,6),(0,-6) 答案:D3.椭圆x2+4y2=1的离心率为()A.32B.34C .22 D .23答案:A4.设P (m ,n )是椭圆x 225+y 29=1上任意一点,则m 的取值范围是________.答案:[-5,5]椭圆的简单几何性质求椭圆4x 2+9y 2=36的长轴长和焦距、焦点坐标、顶点坐标和离心率. 【解】 将椭圆方程变形为x 29+y 24=1,所以a =3,b =2,所以c = a 2-b 2=9-4= 5.所以椭圆的长轴长和焦距分别为2a =6,2c =25,焦点坐标为F 1(-5,0),F 2(5,0),顶点坐标为A 1(-3,0),A 2(3,0),B 1(0,-2),B 2(0,2),离心率e =c a =53.用标准方程研究几何性质的步骤(1)将椭圆方程化为标准形式. (2)确定焦点位置. (3)求出a ,b ,c .(4)写出椭圆的几何性质.[注意] 长轴长、短轴长、焦距不是a ,b ,c ,而应是a ,b ,c 的两倍.1.对椭圆C 1:x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0)和椭圆C 2:y 2a 2+x 2b2=1(a >b >0)的几何性质的表述正确的是( )A .范围相同B .顶点坐标相同C .焦点坐标相同D .离心率相同解析:选D.椭圆C 1:x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0)范围是-a ≤x ≤a ,-b ≤y ≤b ,顶点坐标是(-a ,0),(a ,0),(0,-b ),(0,b ),焦点坐标是(-c ,0),(c ,0),离心率e =c a ;椭圆C 2:y 2a 2+x 2b2=1(a >b >0)范围是-a ≤y ≤a ,-b ≤x ≤b ,顶点坐标是(-b ,0),(b ,0),(0,-a ),(0,a ),焦点坐标是(0,-c ),(0,c ),离心率e =ca,只有离心率相同.2.设椭圆方程mx 2+4y 2=4m (m >0)的离心率为12,试求椭圆的长轴长和短轴长、焦点坐标及顶点坐标.解:(1)当0<m <4时,长轴长和短轴长分别是4,23,焦点坐标为F 1(-1,0),F 2(1,0),顶点坐标为A 1(-2,0),A 2(2,0),B 1(0,-3),B 2(0,3).(2)当m >4时,长轴长和短轴长分别为833,4,焦点坐标为F 1⎝⎛⎭⎫0,-233,F 2⎝⎛⎭⎫0,233,顶点坐标为A 1⎝⎛⎭⎫0,-433,A 2⎝⎛⎭⎫0,433,B 1(-2,0),B 2(2,0).利用几何性质求椭圆的标准方程求适合下列条件的椭圆的标准方程. (1)短轴长25,离心率e =23;(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.【解】 (1)由2b =25,e =c a =23,得b 2=5,a 2-b 2a 2=49,a 2=9.当焦点在x 轴上时,所求椭圆的标准方程为x 29+y 25=1;当焦点在y 轴上时,所求椭圆的标准方程为y 29+x 25=1.综上,所求椭圆的标准方程为x 29+y 25=1或y 29+x 25=1.(2)依题意可设椭圆方程为 x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0). 如图所示,△A 1F A 2为一等腰直角三角形,OF 为斜边A 1A 2的中线(高),且|OF |=c ,|A 1A 2|=2b ,所以c =b =3,所以a 2=b 2+c 2=18, 故所求椭圆的方程为x 218+y 29=1.求椭圆标准方程的常用方法(1)利用椭圆的几何性质求椭圆的标准方程通常用待定系数法.(2)根据已知条件“选标准,定参数”.其一般步骤为:①确定焦点所在的坐标轴;②求出a 2,b 2的值;③写出标准方程.求适合下列条件的椭圆的标准方程.(1)长轴长与短轴长的和为18,焦距为6; (2)过点(3,0),离心率e =63. 解:(1)设椭圆的长轴长为2a ,短轴长为2b ,焦距为2c ,由题意可知⎩⎪⎨⎪⎧2a +2b =18,2c =6,a 2=b 2+c 2,解得a =5,b =4.因为不确定焦点在哪个坐标轴上,所以所求椭圆的标准方程为x 225+y 216=1或x 216+y 225=1.(2)当焦点在x 轴上时,由题意知a =3, 又因为e =63,所以c =6,所以b 2=a 2-c 2=3. 所以椭圆的方程为x 29+y 23=1.当焦点在y 轴上时,由题意知b =3, 又因为e =63,所以a 2-b 2a 2=e 2=23.即a 2-9a 2=23.所以a 2=27.所以椭圆方程为y 227+x 29=1.求椭圆的离心率(2016·高考全国卷乙)直线l 经过椭圆的一个顶点和一个焦点,若椭圆中心到l的距离为其短轴长的14,则该椭圆的离心率为( )A .13B .12C .23D .34【解析】 法一:不妨设直线l 过椭圆的上顶点(0,b )和左焦点(-c ,0),b >0,c >0,则直线l 的方程为bx -cy +bc =0,由已知得bc b 2+c 2=14×2b ,解得b 2=3c 2,又b 2=a 2-c 2, 所以c 2a 2=14,即e 2=14,所以e =12或e =-12(舍去).法二:不妨设直线l 过椭圆的上顶点(0,b )和左焦点(-c ,0),b >0,c >0,则直线l 的方程为bx -cy +bc =0,由已知得bc b 2+c 2=14×2b ,所以bc a =14×2b ,所以e =c a =12.【答案】 B求椭圆离心率及范围的两种方法(1)直接法:若已知a ,c 可直接利用e =ca 求解.若已知a ,b 或b ,c 可借助于a 2=b 2+c 2求出c 或a ,再代入公式e =ca求解.(2)方程法:若a ,c 的值不可求,则可根据条件建立a ,b ,c 的关系式,借助于a 2=b 2+c 2,转化为关于a ,c 的齐次方程或不等式,再将方程或不等式两边同除以a 的最高次幂,得到关于e 的方程或不等式,即可求得e 的值或范围.1.(2017·青岛高二检测)A 为y 轴上一点,F 1,F 2是椭圆的两个焦点,△AF 1F 2为正三角形,且AF 1的中点B 恰好在椭圆上,则此椭圆的离心率为________.解析:如图,连接BF 2.因为△AF 1F 2为正三角形,且B 为线段AF 1的中点. 所以F 2B ⊥BF 1.又因为∠BF 2F 1=30°,|F 1F 2|=2c , 所以|BF 1|=c ,|BF 2|=3c , 由椭圆定义得|BF 1|+|BF 2|=2a , 即c +3c =2a , 所以ca=3-1.所以椭圆的离心率e =3-1. 答案:3-12.(2017·日照高二检测)已知椭圆x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0),F 1,F 2分别是椭圆的左、右焦点,椭圆上总存在点P 使得PF 1⊥PF 2,则椭圆的离心率的取值范围为________.解析:由PF 1⊥PF 2,知△F 1PF 2是直角三角形, 所以|OP |=c ≥b ,即c 2≥a 2-c 2,所以a ≤ 2c , 因为e =ca ,0<e <1,所以22≤e <1. 答案:⎣⎡⎭⎫22,11.椭圆方程x 2a 2+y 2b2=1(a >b >0)中a ,b ,c 的几何意义在椭圆方程x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0)中,a ,b ,c 的几何意义如图所示,即a ,b ,c 正好构成了一个以对称中心、一个焦点、一个短轴顶点为顶点的直角三角形.2.椭圆上到中心距离最远和最近的点设点O 为坐标原点,点P (x ,y )为椭圆x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0)上任意一点,则|PO |=x 2+y 2=x 2+b 2a 2(a 2-x 2)=c 2x 2+a 2b 2a.因为-a ≤x ≤a ,所以当x =0时,|PO |有最小值b ,这时点P 在短轴的端点B 1或B 2处;当x =±a 时,|PO |有最大值a ,这时点P 在长轴的端点A 1或A 2处.3.椭圆离心率的意义1.椭圆25x 2+9y 2=1的范围为( ) A .|x |≤5,|y |≤3 B .|x |≤15,|y |≤13C .|x |≤3,|y |≤5D .|x |≤13,|y |≤15解析:选B.椭圆方程可化为x 2125+y 219=1,所以a =13,b =15,又焦点在y 轴上, 所以|x |≤15,|y |≤13.故选B.2.已知椭圆C 1:x 212+y 24=1,C 2:x 216+y 28=1,则( )A .C 1与C 2顶点相同B .C 1与C 2长轴长相同 C .C 1与C 2短轴长相同D .C 1与C 2焦距相等解析:选D.由两个椭圆的标准方程可知:C 1的顶点坐标为(±23,0),(0,±2),长轴长为43,短轴长为4,焦距为42;C 2的顶点坐标为(±4,0),(0,±22),长轴长为8,短轴长为42,焦距为4 2.故选D.3.已知焦点在x 轴上的椭圆的离心率为12,它的长轴长等于圆x 2+y 2-2x -15=0的半径,则椭圆的标准方程是( )A .x 24+y 23=1B .x 24+y 2=1C .x 216+y 24=1D .x 216+y 212=1解析:选A.圆的方程可化为(x -1)2+y 2=42,故2a =4,即a =2,又e =c a =12,所以c=1,b 2=a 2-c 2=3.又椭圆的焦点在x 轴上,所以其标准方程为x 24+y 23=1,故选A.4.已知椭圆E 的短轴长为6,焦点F 到长轴的一个端点的距离等于9,则椭圆E 的离心率等于________.解析:根据题意得2b =6,a +c =9或a -c =9(舍去). 又因为a 2-b 2=c 2, 所以a =5,c =4,故e =c a =45.答案:45, [A 基础达标]1.过椭圆x 24+y 23=1的焦点的最长弦和最短弦的长分别为( )A .8,6B .4,3C .2, 3D .4,2 3解析:选B.过椭圆焦点的最长弦为长轴,其长度为2a =4;最短弦为垂直于长轴的弦,因为c =1,将x =1代入x 24+y 23=1,得124+y 23=1,解得y 2=94,即y =±32,所以最短弦的长为2×32=3.故选B.2.(2017·泉州高二检测)已知椭圆x 25+y 2k =1的离心率e =105,则实数k 的值为( )A .3B .3或253C . 5D .15或153解析:选B.当k >5时,e =c a =k -5k =105,k =253.当0<k <5时,e =c a =5-k 5=105,k =3.故选B.3.已知椭圆的中心在原点,焦点在x 轴上,且长轴长为12,离心率为13,则椭圆的方程是( )A .x 2144+y 2128=1B .x 236+y 220=1C .x 232+y 236=1D .x 236+y 232=1解析:选D.因为椭圆的中心在原点,焦点在x 轴上,所以设椭圆的标准方程为x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0),因为长轴长为12,所以a =6.又椭圆的离心率为13,即c a =13,所以c =2,所以b 2=a 2-c 2=36-4=32,故椭圆的方程为x 236+y 232=1.4.已知焦点在x 轴上的椭圆:x 2a 2+y 2=1,过焦点作垂直于x 轴的直线交椭圆于A ,B两点,且|AB |=1,则该椭圆的离心率为( )A .32B .12C .154D .33解析:选A.椭圆的焦点坐标为(±a 2-1,0),不妨设A ⎝⎛⎭⎫a 2-1,12可得a 2-1a 2+14=1, 解得a =2,椭圆的离心率为e =a 2-1a =32.故选A.5.已知F 1,F 2是椭圆x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0)的两个焦点,若存在点P 为椭圆上一点,使得∠F 1PF 2=60°,则椭圆离心率e 的取值范围是( )A .⎣⎡⎭⎫22,1B .⎝⎛⎭⎫0,22 C .⎣⎡⎭⎫12,1D .⎣⎡⎭⎫12,22解析:选C.在△PF 1F 2中,设|PF 1|=m ,|PF 2|=n ,则m +n =2a ,根据余弦定理,得(2c )2=m 2+n 2-2mn cos 60°,配方得(m +n )2-3mn =4c 2,所以3mn =4a 2-4c 2,所以4a 2-4c 2=3mn ≤3·⎝⎛⎭⎫m +n 22=3a 2, 即a 2≤4c 2,故e 2=c 2a 2≥14,解得12≤e <1.故选C.6.已知椭圆的长轴长为20,短轴长为10,则椭圆上的点到椭圆中心距离的最大值与最小值之和为________.解析:椭圆的长半轴长为10,短半轴长为5,则椭圆上的点到椭圆中心距离的最小值为5,最大值为10,其和为15.答案:157.与椭圆9x 2+4y 2=36有相同焦点,且短轴长为45的椭圆方程是________.解析:椭圆9x 2+4y 2=36可化为x 24+y 29=1,因此可设待求椭圆为x 2m +y 2m +5=1.又b =25,故m =20,得x 220+y 225=1.答案:x 220+y 225=18.在平面直角坐标系xOy 中,F 1,F 2分别为椭圆x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0)的左、右焦点.已知点P (a ,b ),△F 1PF 2为等腰三角形,则椭圆的离心率e =________.解析:设F 1(-c ,0),F 2(c ,0)(c >0),由题意得|PF 2|=|F 1F 2|,即(a -c )2+b 2=2c .把b 2=a 2-c 2代入,整理得2⎝⎛⎭⎫c a 2+c a-1=0,解得c a =-1(舍去)或c a =12.所以e =c a =12.答案:129.求满足下列各条件的椭圆的标准方程.(1)已知椭圆的中心在原点,焦点在y 轴上,其离心率为12,焦距为8;(2)短轴的一个端点与两焦点组成一个正三角形,且焦点到长轴上同侧顶点的距离为 3. 解:(1)由题意知,2c =8,c =4, 所以e =c a =4a =12,所以a =8,从而b 2=a 2-c 2=48,所以椭圆的标准方程是y 264+x 248=1.(2)由已知⎩⎨⎧a =2c ,a -c =3,所以⎩⎨⎧a =23,c = 3.从而b 2=9,所以所求椭圆的标准方程为x 212+y 29=1或x 29+y 212=1.10.已知椭圆E 的中心在坐标原点O ,两个焦点分别为A (-1,0),B (1,0),一个顶点为H (2,0).(1)求椭圆E 的标准方程;(2)对于x 轴上的点P (t ,0),椭圆E 上存在点M ,使得MP ⊥MH ,求实数t 的取值范围.解:(1)由题意可得,c =1,a =2, 所以b = 3.所以所求椭圆E 的标准方程为x 24+y 23=1.(2)设M (x 0,y 0)(x 0≠±2),则x 204+y 203=1.① MP →=(t -x 0,-y 0),MH →=(2-x 0,-y 0), 由MP ⊥MH 可得MP →·MH →=0,即(t -x 0)(2-x 0)+y 20=0.② 由①②消去y 0,整理得t (2-x 0)=-14x 20+2x 0-3.因为x 0≠2,所以t =14x 0-32.因为-2<x 0<2,所以-2<t <-1.所以实数t 的取值范围为(-2,-1).[B 能力提升]11.若点O 和点F 分别为椭圆x 24+y 23=1的中心和左焦点,点P 为椭圆上的任意一点,则OP →·FP →的最大值为( )A .2B .3C .6D .8解析:选C.由题意得F (-1,0),设点P (x 0,y 0), 则y 20=3⎝⎛⎭⎫1-x 204(-2≤x 0≤2), OP →·FP →=x 0(x 0+1)+y 20=x 20+x 0+y 20=x 20+x 0+3⎝⎛⎭⎫1-x 204=14(x 0+2)2+2, 当x 0=2时,OP →·FP →取得最大值为6.12.(2016·高考江苏卷)如图,在平面直角坐标系xOy 中,F 是椭圆x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0)的右焦点,直线y =b2与椭圆交于B ,C 两点,且∠BFC =90°,则该椭圆的离心率是________.解析:由题意得B ⎝⎛⎭⎫-32a ,b 2,C ⎝⎛⎭⎫32a ,b 2,F (c ,0),则由∠BFC =90°得BF →·CF →=⎝⎛⎭⎫c +32a ,-b 2·⎝⎛⎭⎫c -32a ,-b 2=c 2-⎝⎛⎭⎫32a 2+⎝⎛⎭⎫-b 22=0⇒3c 2=2a 2⇒e =63. 答案:6313.(2017·武汉高二检测)如图,已知椭圆x 2a 2+y 2b2=1(a >b >0),F 1,F 2分别为椭圆的左、右焦点,A 为椭圆的上顶点,直线AF 2交椭圆于另一点B .(1)若∠F 1AB =90°,求椭圆的离心率;(2)若AF 2→=2F 2B →,AF 1→·AB →=32,求椭圆的方程. 解:(1)若∠F 1AB =90°,则△AOF 2为等腰直角三角形,所以有OA =OF 2,即b =c .所以a =2c ,e =c a =22. (2)由题意知A (0,b ),F 1(-c ,0),F 2(c ,0).其中,c =a 2-b 2,设B (x ,y ).由AF 2→=2F 2B →⇔(c ,-b )=2(x -c ,y ),解得x =3c 2,y =-b 2, 即B ⎝⎛⎭⎫3c 2,-b 2. 将B 点坐标代入x 2a 2+y 2b 2=1, 得94c 2a 2+b 24b2=1, 即9c 24a 2+14=1, 解得a 2=3c 2.①又由AF 1→·AB →=(-c ,-b )·⎝⎛⎭⎫3c 2,-3b 2=32 ⇒b 2-c 2=1,即有a 2-2c 2=1.②由①②解得c 2=1,a 2=3,从而有b 2=2.所以椭圆方程为x 23+y 22=1. 14.(选做题)已知椭圆x 2+y 2b 2=1(0<b <1)的左焦点为F ,左、右顶点分别为A ,C ,上顶点为B ,过F ,B ,C 三点作⊙P ,且圆心在直线x +y =0上,求此椭圆的方程.解:设圆心P 的坐标为(m ,n ),因为圆P 过点F ,B ,C 三点,所以圆心P 既在FC 的垂直平分线上,也在BC 的垂直平分线上,FC 的垂直平分线方程为x =1-c 2.① 因为BC 的中点为⎝⎛⎭⎫12,b 2,k BC =-b ,所以BC 的垂直平分线方程为y -b 2=1b ⎝⎛⎭⎫x -12② 由①,②联立,得x =1-c 2,y =b 2-c 2b, 即m =1-c 2,n =b 2-c 2b. 因为P (m ,n )在直线x +y =0上,所以1-c 2+b 2-c 2b=0, 可得(1+b )(b -c )=0,因为1+b >0,所以b =c ,结合b 2=1-c 2得b 2=12, 所以椭圆的方程为x 2+y 212=1, 即x 2+2y 2=1.。
5.2 绘制圆、椭圆和扇形上课时间:2014年 6月 4日备课时间:2014年 6月 1日【教学目标】1、掌握circle的使用方法;【教学重点】circle的使用方法【教学难点】circle的使用方法【教具】多媒体、计算机【教学过程】一、复习1、Pset和Line语句的用法?二、导入上一节讨论了Visual Basic中学习了Pset和Line语句的用法。
本节课我们来通过制作小程序,学习circle语句的用法。
三、自主学习在本任务中,通过调用CIRCLE方法在图像框中绘制出圆、椭圆和扇形。
Circle方法用于在对象上画圆、椭圆或弧,语法格式如下:Object.circle [step] (x,y),radius, [color,start,end,aspect]其中object是一个可选参数,用于指定执行circle方法的对象,如果省略该参数,则以当前具有焦点的窗体作为执行对象。
Step是一个可选项,用此项可将圆、椭圆或弧的中心指定为相对坐标,参考点的坐标即为当前对象的CurrentX和CurrentY属性值。
(x,y)和radius都是必选参数,它们的值为单精度浮点型。
(x,y)用于指定圆、椭圆或弧的中心坐标。
Radius用于指定圆、椭圆或弧的半径。
圆心坐标和半径所用的度量单位由对象的ScaleMode属性决定,默认值为1,此时的度量单位是缇(TWIP)。
Color是一个可选参数,其值是一个长整型数,用于指定圆周的RGB颜色,可以用VISUAL BASIC预定义的符号常量来设置color参数,也可以用RGB函数或QBColor函数指定颜色。
如果省略color参数,则使用窗体的ForeColor属性值。
使用Circle方法时,应注意以下几点。
1、如果要填充圆或椭圆,应把所属对象的FillStyle属性设置为除1(透明)以外的其他值,并选择适当的FillColor属性。
只有封闭图形才能填充,这里所说的封闭图形包括圆、椭圆和扇形。
3.1.1 椭圆及其标准方程本小节内容选自《普通高中数学选择性必修第一册》人教A 版(2019)第二章《圆锥曲线的方程》的第一节《椭圆》。
以下是本节的课时安排:第三章 圆锥曲线的方程课时内容 3.1.1椭圆及其标准方程3.1.2椭圆的简单几何性质所在位置 教材第105页教材第109页新教材 内容 分析 椭圆是生产生活中的常见曲线,教材在用细绳画椭圆的过程中,体会椭圆的定义,感知椭圆的形状,为选择适当的坐标系,建立椭圆的标准方程、研究椭圆的几何性质做好铺垫。
通过对椭圆标准方程的讨论,使学生掌握标准方程中的a,b,c,e 的几何意义及相互关系,体会坐标法研究曲线性质的基本思路与方法,感受通过代数运算研究曲线性质所具有的程序化、普适性特点。
核心素养培养 通过椭圆的标准方程的推导,培养数学运算的核心素养;通过对椭圆的定义理解,培养数学抽象的核心素养。
通过椭圆的几何性质的研究,培养数学运算的核心素养;通过直线与椭圆的位置关系的判定,培养逻辑推理的核心素养。
教学主线 椭圆的标准方程、几何性质学生已经学习了直线与圆的方程,已经具备了坐标法研究解析几何问题的能力。
本章学习圆锥曲线方程及几何性质,进一步提升用代数方法研究解析几何问题的方法。
1.经历从具体情境中抽象出椭圆的过程,掌握椭圆的定义,培养数学抽象的核心素养.2.掌握椭圆的标准方程,培养数学运算的核心素养.3.掌握用定义和待定系数法求椭圆的标准方程,培养逻辑推理的核心素养.重点:椭圆的定义及椭圆的标准方程 难点:运用标准方程解决相关问题(一)新知导入椭圆是圆锥曲线的一种具有丰富的几何性质,在科研生产和人类生活中具有广泛的应用,那么椭圆到底有怎样的几何性质,我们该如何利用这些特征建立椭圆的方程,从而为研究椭圆的几何性质奠定基础。
探究取一条定长的细线,把它的两端都固定在图板的同一点套上铅笔拉紧绳子,移动笔尖,这时笔尖(动点)画出的轨迹是一个圆。
如果把细绳的两端拉开一段距离,分别固定在图板中的两点F 1,F 2,套上铅笔,拉紧绳子,移动笔尖,画出的轨迹是什么曲线? 在这一过程中,移动的笔尖(动点)满足的几何条件是什么?(二)椭圆及其标准方程 知识点一 椭圆的定义◆椭圆的定义把平面内与两个定点F 1,F 2的距离的和等于常数(大于|F 1F 2|)的点的轨迹叫做椭圆,这两个定点叫做椭圆的焦点,两个焦点之间的距离叫做椭圆的焦距,焦距的一半称为半焦距. 集合语言表示:P ={M ||MF 1|+|MF 2|=2a,2a >|F 1F 2|}【思考】(1)椭圆定义中将“大于|F 1F 2|”改为“等于|F 1F 2|”的常数,其他条件不变,点的轨迹是什么?(2)椭圆定义中将“大于|F 1F 2|”改为“小于|F 1F 2|”的常数,其他条件不变,动点的轨迹是什么?【做一做】下列说法正确的是( )A .到点12(4,0),(4,0)F F 的距离之和等于8的点的轨迹是椭圆B .到点12(4,0),(4,0)F F -的距离之和等于6的点的轨迹是椭圆C .到点12(4,0),(4,0)F F -的距离之和等于12的点的轨迹是椭圆D .到点12(4,0),(4,0)F F -距离相等的点的轨迹是椭圆知识点二 椭圆的标准方程【探究2】根据椭圆的形状,我们怎样建立坐标系可能使椭圆的方程形式简单呢?你能推导出椭圆的标准方程吗?椭圆的标准方程√(x +c)2+y 2+√(x −c)2+y 2=2a . ①为了化简方程①,我们将其左边一个根式移到右边,得√(x +c)2+y 2=2a −√(x −c)2+y 2,②对方程②两边平方,得(x +c)2+y 2=4a 2 −4a√(x −c )2+y 2+(x −c)2+y 2, 整理得a 2−cx =a√(x −c )2+y 2, ③对方程③两边平方,得a 4−2a 2cx +c 2x 2=a 2x 2−2a 2cx +a 2c 2+a 2y 2, 整理得 (a 2−c 2)x 2+a 2y 2= a 2(a 2−c 2) , ④ 将方程④两边同除以a 2(a 2−c 2),得x 2a 2+y 2a 2−c 2=1. ⑤ 由椭圆的定义可知2a >2c >0 ,即a >c >0,所以a 2−c 2>0. 观察下图,你能从中找出表示a ,c ,√a 2−c 2的线段吗?由图可知,|PF 1|=|PF 2|=a ,|OF 1|=|OF 2|=c , |PO |=√a 2−c 2 令b = |PO |=√a 2−c 2,那么方程⑤就是x 2a 2+y 2b 2=1 (a >b >0) ⑥称焦点在x 轴上的椭圆方程.类似的方法,将焦点置于y 轴时,可得焦点在y 的椭圆的标准方程:y 2a 2+x 2b2=1(a >b >0).◆椭圆的标准方程【做一做1】已知椭圆中a =5, c =3, 焦点在x 轴上,则椭圆标准方程为________. 【做一做2】椭圆x 216+y 225=1的焦点坐标是( )A .(±4,0)B .(0,±4)C .(±3,0)D .(0,±3)【做一做3】(教材P109练习1改编)设P 是椭圆x 216+y 225=1上的点.若F 1,F 2是椭圆的两个焦点,若P 到焦点F 1的距离是3,则P 到另一焦点F 2的距离等于( )A .10B .8C .7D .51.求椭圆的标准方程例1.求满足下列条件的椭圆的标准方程:(1)两个焦点的坐标分别为F 1(-4,0),F 2(4,0),并且椭圆上一点P 与两焦点的距离的和等于10;(2)焦点坐标分别为(0,-2),(0,2),经过点(4,32); (3)经过两点(2,-2),⎝ ⎛⎭⎪⎫-1,142.【类题通法】1.用待定系数法求椭圆标准方程的一般步骤(1)定位置:根据条件判断椭圆的焦点是在x 轴上,还是在y 轴上,还是两个坐标轴都有可能.(2)设方程:根据上述判断设方程x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0)或x 2b 2+y 2a2=1(a >b >0).(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,写出标准形式即为所求.2.求椭圆方程时,若没有指明焦点位置,一般可设所求方程为x 2m +y 2n=1(m >0,n >0,且m ≠n ).再根据条件确定m 、n 的值.3.当椭圆过两定点时,常设椭圆方程为Ax 2+By 2=1(A >0,B >0,且A ≠B ).将点的坐标代入解方程组求得系数.【巩固练习1】求与椭圆x 225+y 29=1有相同焦点,且过点(3,15)的椭圆的标准方程.2.椭圆标准方程的判定例2.若方程x 216-m +y 2m +9=1表示焦点在y 轴上的椭圆,则实数m 的取值范围是( )A .-9<m <16B .-9<m <72C.72<m <16 D .m >72【类题通法】方程x 2m +y2n=1表示椭圆的条件是⎩⎪⎨⎪⎧m >0,n >0,m ≠n ,表示焦点在x 轴上的椭圆的条件是⎩⎪⎨⎪⎧ m >0,n >0,m >n ,表示焦点在y 轴上的椭圆的条件是⎩⎪⎨⎪⎧m >0,n >0,m <n .【巩固练习2】命题p :方程x 25-m +y 2m -1=1表示焦点在y 轴上的椭圆,则使命题p 成立的充分不必要条件是( )A .3<m <5B .4<m <5C .1<m <5D .m >13.椭圆的定义及应用例3.设P 是椭圆x 225+y 2754=1上一点,F 1、F 2是椭圆的焦点,若∠F 1PF 2=60°,求△F 1PF 2的面积.[分析] 先根据方程求出a 、b 、c 的值,再利用椭圆的定义和余弦定理求出|PF 1|·|PF 2|的值.最后利用三角形的面积公式求出S △F 1PF 2.【类题通法】1.椭圆的定义具有双向作用,即若|MF 1|+|MF 2|=2a (2a >|F 1F 2|),则点M 的轨迹是椭圆;反之,椭圆上任意一点M 到两焦点的距离之和必为2a . 2.椭圆中的焦点三角形椭圆上一点P 与椭圆的两个焦点F 1,F 2构成的△PF 1F 2,称为焦点三角形.解关于椭圆的焦点三角形的问题,通常要利用椭圆的定义,结合正弦定理、余弦定理等知识求解. 【拓展】椭圆焦点三角形的性质1.椭圆上一点P 与椭圆的两焦点F 1、F 2构成的△F 1PF 2称为焦点三角形,解关于椭圆中的焦点三角形问题时,要充分利用椭圆的定义、解三角形中的正弦定理、余弦定理等知识.如求△F 1PF 2的面积问题,|PF 1|·|PF 2|的最值问题.2.对于求焦点三角形的面积,若已知∠F 1PF 2,可利用S =12ab sin C 把|PF 1|·|PF 2|看成一个整体,利用定义|PF 1|+|PF 2|=2a 及余弦定理求出|PF 1|·|PF 2|,这样可以减少运算量.3.关于椭圆中的焦点三角形△F 1PF 2,常出现的结论有: (1)△F 1PF 2的周长为2a +2c ;(2)若点P (x 0,y 0)是椭圆x 2a 2+y 2b2=1(a >b >0)上任一点,且∠F 1PF 2=θ,则△F 1PF 2的面积S =b 2tan θ2.在选择题、填空题中可以直接使用此公式求椭圆焦点三角形的面积.(3)对于椭圆上的点P ,∠F 1PF 2随着点P 从长轴端点向短轴端点的移动而变大,当点P 在短轴端点时,∠F 1PF 2最大.【巩固练习3】如图所示,已知椭圆的方程为x 24+y 23=1,若点P 在第二象限,且∠PF 1F 2=120°,求△PF 1F 2的面积.[分析] 由椭圆的定义和余弦定理分别建立关于|PF1|和|PF2|的方程,解方程组求得|PF1|,再用面积公式求解.4.与椭圆有关的轨迹问题例4.如图,一动圆过定点A(2,0),且与定圆B:x2+4x+y2-32=0内切,求动圆圆心M的轨迹方程.[分析] 根据两圆内切的特点,得出|MA|+|MB|=6>|AB|=4,所以点M的轨迹是以A,B为焦点的椭圆,进而求出a2,b2即可得点M的轨迹方程.【类题通法】定义法求轨迹方程如果能确定动点运动的轨迹满足某种已知曲线的定义,则可以利用这种已知曲线的定义直接写出其方程,这种求轨迹方程的方法称为定义法.定义法在我们后续要学习的圆锥曲线的问题中被广泛使用,是一种重要的解题方法.【巩固练习4】已知B、C是两个定点,|BC|=8,且△ABC的周长为18,求这个三角形顶点A的轨迹方程.1.已知点A (-3,0),B (0,2)在椭圆x 2m 2+y 2n2=1上,则椭圆的标准方程为( )A.x 23+y 22=1B.x 29+y 24=1C.x 23+y 2=1 D.x 25+y 24=1 2.椭圆x 225+y 2=1上一点P 到一个焦点的距离为2,则点P 到另一个焦点的距离为( ) A .5 B .6 C .7 D .83.若方程x 2m +y 22m -1=1表示椭圆,则实数m 满足的条件是________.4.如图所示,圆C :(x +1)2+y 2=25及点A (1,0),Q 为圆上一点,AQ 的垂直平分线交CQ 于点M ,求点M 的轨迹方程.(五)课堂小结,反思感悟 1.知识总结:2.学生反思:(1)通过这节课,你学到了什么知识?(2)在解决问题时,用到了哪些数学思想?3.1.1椭圆及其标准方程 -A 基础练一、选择题 1.(2020·全国高二课时练习)下列说法正确的是( )A .到点12(4,0),(4,0)F F -的距离之和等于8的点的轨迹是椭圆B .到点12(4,0),(4,0)F F -的距离之和等于6的点的轨迹是椭圆C .到点12(4,0),(4,0)F F -的距离之和等于12的点的轨迹是椭圆D .到点12(4,0),(4,0)F F -距离相等的点的轨迹是椭圆2.(2020·沙坪坝·重庆一中月考)若椭圆22:184x y C +=的右焦点为F ,过左焦点F '作倾斜角为60︒的直线交椭圆C 于P ,Q 两点,则PQF △的周长为( )A .B .C .6D .83.(2020·天津一中期中)若椭圆2a 2x 2-ay 2=2的一个焦点是(-2,0),则a =( )A B C D 4.(2020·浙江丽水高二月考)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( )A .2213620x y +=(x≠0)B .2212036x y +=(x≠0)C .221620x y +=(x≠0)D .221206x y +=(x≠0)5.(多选题)已知椭圆22:13620x y E +=的左、右焦点分别为12,F F ,定点(1,4)A ,若点P是椭圆E 上的动点,则1||PA PF +的值可能为( )A .7B .10C .17D .196.(多选题)(2020全国高二课时练习)已知P 是椭圆2214x y +=上一点,12,F F 是其两个焦点,则12F PF ∠的大小可能为( )A .34πB .23πC .2πD .4π二、填空题7.(2020全国高二课时练)已知椭圆的焦点在y 轴上,其上任意一点到两焦点的距离和为8,焦距为2√15,则此椭圆的标准方程为 .8.椭圆x 212+y 23=1的一个焦点为F 1,点P 在椭圆上,若线段PF 1的中点M 在y 轴上,则点M 的纵坐标为 .9.(2020河北石家庄二中高二月考)已知椭圆()222:1024x y C b b+=<<的左、右焦点分别为1F 、2F ,P 为椭圆上一点,13PF =,123F PF π∠=,则b =______.10.(2020·江西南昌二中高二月考)如图所示,12F F 分别为椭圆2222x y 1a b+=的左右焦点,点P 在椭圆上,2POF 2b 的值为 .三、解答题11.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);(2)c ∶a=5∶13,且椭圆上一点到两焦点的距离的和为26.12. (2020·富平县富平中学高二月考)已知某椭圆C ,它的中心在坐标原点,左焦点为F (﹣,0),且过点D (2,0). (1)求椭圆C 的标准方程;(2)若已知点A (1,),当点P 在椭圆C 上变动时,求出线段PA 中点M 的轨迹方程.3.1.1 椭圆的标准方程 -B 提高练一、选择题1.(202010=的化简结果为( )A .2212516x y += B .2212516y x +=C .221259x y +=D .221259y x +=2.如果方程x 24−m +y 2m -3=1表示焦点在y 轴上的椭圆,则m 的取值范围是( )A.(3,4)B.(72,+∞) C.(3,72)D.(72,4)3.(2020全国高二课时练习)“15m <<”是“方程22215x y m m+=--表示椭圆”的( ) A .充分不必要条件 B .必要不充分条件C .充要条件D .既不充分也不必要条件4.(2020·东辽县第一高级中学校高二期中)已知在ABC ∆中,点()2,0A -,点()2,0B ,若tan tan 2CAB CBA ∠⋅∠=,则点C 的轨迹方程为( )A .22148x y +=B .22148x y +=(2x ≠±) C .22148x y -=D .22184x y +=(2x ≠±)5.(多选题)已知P 是椭圆22194x y +=上一点,椭圆的左、右焦点分别为12,F F ,且121cos 3F PF ∠=,则( )A .12PF F △的周长为12B .12PF F S ∆=C .点P 到xD .122PF PF ⋅=6.(多选题)设P 是椭圆C :x 22+y 2=1上任意一点,F 1,F 2是椭圆C 的左、右焦点,则( )A.|PF 1|+|PF 2|=2√2B.-2<|PF 1|-|PF 2|<2C.1≤|PF 1|·|PF 2|≤2D.0≤PF 1⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗ ·PF 2⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗ ≤1 二、填空题 7.(2020怀仁市高二月考)在平面直角坐标系xOy 中,已知ABC 顶点(3,0)A -和(3,0)C ,顶点B 在椭圆2212516x y +=上,则sin sin 2sin A C B+=_ _. 8. (2020·九江市第三中学期中)已知圆221:(2)36F x y ++=,定点2(20)F ,,A 是圆1F 上的一动点,线段2F A 的垂直平分线交半径1F A 于P 点,则P 点的轨迹C 的方程是__.9.(2020全国高二课时练)如图把椭圆2212516x y +=的长轴AB 分成8等分,过每个分点作x轴的垂线交椭圆的上半部分于P 1,P 2,…,P 7七个点,F 是椭圆的焦点,则|P 1F|+|P 2F|+…+|P 7F|= .10.(2020·宁夏银川一中期中)已知椭圆C 的焦点为()11,0F -,()21,0F ,过2F 的直线与C 交于A ,B 两点.若2232AF BF =,122BF BF =,则椭圆C 的方程为 . 三、解答题11.(2020全国高二课时练)(2020全国高二课时练)已知椭圆M 与椭圆N :x 216+y 212=1有相同的焦点,且椭圆M 过点(-1,2√55). (1)求椭圆M 的标准方程;(2)设椭圆M 的左、右焦点分别为F 1,F 2,点P 在椭圆M 上,且△PF 1F 2的面积为1,求点P 的坐标.12.如图,椭圆C :x 2a 2+y 2b 2=1(a>b>0)经过点M (43,13),且点M 到椭圆的两焦点的距离之和为2√2.(1)求椭圆C 的标准方程;(2)若R ,S 是椭圆C 上的两个点,线段RS 的中垂线l 的斜率为12且直线l 与RS 交于点P ,O 为坐标原点,求证:P ,O ,M 三点共线.。
学生姓名 性别 男 年级 高二 学科 数学 讲课教师 上课时间 2023年12月13日第( )次课 共( )次课课时: 课时教学课题椭圆教学目旳教学重点与难点选修2-1椭圆知识点一:椭圆旳定义 平面内一种动点到两个定点、旳距离之和等于常数(),这个动点旳轨迹叫椭圆.这两个定点叫椭圆旳焦点,两焦点旳距离叫作椭圆旳焦距.注意:若,则动点旳轨迹为线段;若,则动点旳轨迹无图形.讲练结合一.椭圆旳定义 1.方程()()10222222=++++-y x y x 化简旳成果是2.若ABC ∆旳两个顶点()()4,0,4,0A B -,ABC ∆旳周长为18,则顶点C 旳轨迹方程是3.已知椭圆22169x y +=1上旳一点P 到椭圆一种焦点旳距离为3,则P 到另一焦点距离为知识点二:椭圆旳原则方程1.当焦点在轴上时,椭圆旳原则方程:,其中;2.当焦点在轴上时,椭圆旳原则方程:,其中;注意:1.只有当椭圆旳中心为坐标原点,对称轴为坐标轴建立直角坐标系时,才能得到椭圆旳原则方程;2.在椭圆旳两种原则方程中,均有和;3.椭圆旳焦点总在长轴上.当焦点在轴上时,椭圆旳焦点坐标为,;当焦点在轴上时,椭圆旳焦点坐标为,。
讲练结合二.运用原则方程确定参数1.若方程25x k -+23y k -=1(1)表达圆,则实数k 旳取值是 .(2)表达焦点在x 轴上旳椭圆,则实数k 旳取值范围是 . (3)表达焦点在y 型上旳椭圆,则实数k 旳取值范围是 . (4)表达椭圆,则实数k 旳取值范围是 .2.椭圆22425100x y +=旳长轴长等于 ,短轴长等于 , 顶点坐标是 ,焦点旳坐标是 ,焦距是 ,离心率等于 ,3.椭圆2214x y m+=旳焦距为2,则m = 。
4.椭圆5522=+ky x 旳一种焦点是)2,0(,那么=k 。
讲练结合三.待定系数法求椭圆原则方程1.若椭圆通过点(4,0)-,(0,3)-,则该椭圆旳原则方程为 。
人教版高中选修(B版)1-12.1.2椭圆的几何性质教学设计一、教学目标1.了解椭圆的定义和基本性质。
2.掌握椭圆的离心率、焦点、辅助圆等几何性质。
3.初步认识椭圆的应用背景。
二、教学重点难点1.椭圆的离心率和焦点的概念及其几何性质。
2.椭圆与辅助圆的关系及其几何性质。
三、教学内容及进度安排第一课时:椭圆的定义与基本性质1.椭圆的定义和相关术语(20分钟):介绍椭圆的定义、离心率、焦点、辅助圆等基本概念,并用图像加深学生印象。
2.椭圆的离心率和焦点的几何性质(60分钟):引导学生通过数学计算理解椭圆的离心率、焦点的几何性质,例如:离心率越小,椭圆越靠近圆形;焦点到椭圆的距离一样,椭圆上任意一点到这两个焦点的距离之和等于椭圆的长轴长度。
3.课后作业(20分钟):分发作业,布置认真完成,周一交。
第二课时:椭圆与辅助圆的关系与几何性质1.椭圆与圆、双曲线的关系(20分钟):同学们通过观察多组圆、双曲线、椭圆的坐标图像,思考它们的相互关系。
2.椭圆与圆、双曲线的辅助圆(60分钟):引导学生通过暴力求解,观察判定,分析得出椭圆的两个辅助圆:圆与双曲线。
3.课外拓展(20分钟):鼓励同学们通过阅读教材相关参考书,了解椭圆的几何思想和应用背景。
四、教学方法1.导入法:引导学生通过前期已学知识,迅速进入新课的内容。
2.课堂授课法:传授基础概念、原理及相关知识点。
3.互动授课法:让学生自主发现思考、上台展示掌握的知识。
五、教材准备1.电子板书(PPT):便于呈现和编辑图形、公式。
2.教学案例:可加深学生对于椭圆真实应用的认识。
3.辅导用书及板书笔等纸笔工具。
六、教学评估与反思1.教学评估方式:教学检测(课堂小测)及课后作业。
2.教学反思:回顾教学过程,总结存在的不足,思考如何更好地对待学生。
3.教学改进:结合学生的实际情况和实际情况做好教学效果跟进与改进。
七、教学参考资料1.《高中数学选修B (XBG)》人教版(作者:高明华等,北京师范大学出版社)2.《高中数学选修B (XBG)》人教版教师用书(作者:陈新家,北京师范大学出版社)。
椭圆的定义及其几何性质[要点梳理]1.椭圆的概念平面内与两个定点F1,F2的距离的和等于常数(大于|F1F2|)的点的轨迹叫做椭圆.这两个定点叫做椭圆的焦点,两焦点间的距离叫做椭圆的焦距.集合P={M||MF1|+|MF2|=2a},|F1F2|=2c,其中a>0,c>0,且a,c为常数:(1)若a>c,则集合P为椭圆;(2)若a=c,则集合P为线段;(3)若a<c,则集合P为空集.2.椭圆的标准方程和几何性质椭圆的常用性质(1)设椭圆x2a2+y2b2=1(a>b>0)上任意一点P(x,y),则当x=0时,|OP|有最小值b,P点在短轴端点处;当x=±a时,|OP|有最大值a,P点在长轴端点处.(2)椭圆的一个焦点、中心和短轴的一个端点构成直角三角形,其中a为斜边,a2=b2+c2.(3)已知过焦点F1的弦AB,则△ABF2的周长为4a.[基础自测]一、思考辨析判断下列说法是否正确,正确的在它后面的括号里打“√”,错误的打“×”.(1)平面内与两个定点F1,F2的距离之和等于常数的点的轨迹是椭圆.()(2)椭圆上一点P与两焦点F1,F2构成△PF1F2的周长为2a+2c(其中a为椭圆的长半轴长,c为椭圆的半焦距).()(3)椭圆的离心率e越大,椭圆就越圆.()(4)椭圆既是轴对称图形,又是中心对称图形.()(5)方程mx2+ny2=1(m>0,n>0,m≠n)表示的曲线是椭圆.()(6)x2a2+y2b2=1(a>b>0)与y2a2+x2b2=1(a>b>0)的焦距相同.()答案:(1)×(2)√(3)×(4)√(5)√(6)√二、小题查验1.设P是椭圆x225+y216=1上的点,若F1,F2是椭圆的两个焦点,则|PF1|+|PF2|等于()A.4B.5 C.8 D.10解析:D[由椭圆的定义知:|PF1|+|PF2|=2×5=10.]2.已知椭圆x225+y2m2=1(m>0)的左焦点为F1(-4,0),则m=()A.2 B.3 C.4 D.9解析:B[由题意知25-m2=16,解得m2=9,又m>0,所以m=3.]3.已知椭圆C:x2a2+y24=1的一个焦点为(2,0),则C的离心率为()A .13B .12C .22D .223解析:C [由椭圆x 2a 2+y 24=1知b 2=4,∴b =2,c =2,∴a =b 2+c 2=22.∴椭圆的离心率e =c a =222=22.]4.过点A (3,-2)且与椭圆x 29+y 24=1有相同焦点的椭圆的方程为( )A .x 215+y 210=1B .x 225+y 220=1C .x 210+y 215=1D .x 220+y 215=1解析:A [由题意知c 2=5,可设椭圆方程为x 2λ+5+y 2λ=1(λ>0),则9λ+5+4λ=1,解得λ=10或λ=-2(舍去),∴所求椭圆的方程为x 215+y 210=1.]5.若方程x 25-k +y 2k -3=1表示椭圆,则k 的取值范围是__________.解析:由已知得⎩⎪⎨⎪⎧5-k >0,k -3>0,5-k ≠k -3,解得3<k <5且k ≠4. 答案:(3,4)∪(4,5) 三、大题突破1.分别求出满足下列条件的椭圆的标准方程.(1)与椭圆x 24+y 23=1有相同的离心率且经过点(2,-3);(2)已知点P 在以坐标轴为对称轴的椭圆上,且P 到两焦点的距离分别为5,3,过P 且 与长轴垂直的直线恰过椭圆的一个焦点.解:(1)由题意,设所求椭圆的方程为x 24+y 23=t 1或y 24+x 23=t 2(t 1,t 2>0),因为椭圆过点(2,-3),所以t 1=224+(-3)23=2,或t 2=(-3)24+223=2512.故所求椭圆的标准方程为x 28+y 26=1或y 2253+x 2254=1.(2)由于焦点的位置不确定,所以设所求的椭圆方程为x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0)或y 2a 2+x 2b 2=1(a >b>0),由已知条件得⎩⎪⎨⎪⎧2a =5+3,(2c )2=52-32,解得a =4,c =2,所以b 2=12. 故椭圆方程为x 216+y 212=1或y 216+x 212=1.2.已知椭圆C :x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0)经过点(2,1),且离心率为22.(1)求椭圆C 的方程;(2)设M ,N 是椭圆上的点,直线OM 与ON (O 为坐标原点)的斜率之积为-12.若动点P满足OP →=OM →+2ON →,求点P 的轨迹方程.解:(1)因为e =22,所以b 2a 2=12,又椭圆C 经过点(2,1),所以2a 2+1b 2=1,解得a 2=4,b 2=2,所以椭圆C 的方程为x 24+y 22=1.(2)设P (x ,y ),M (x 1,y 1),N (x 2,y 2),则由OP →=OM →+2ON →得x =x 1+2x 2,y =y 1+2y 2, 因为点M ,N 在椭圆x 24+y 22=1上,所以x 21+2y 21=4,x 22+2y 22=4,故x 2+2y 2=(x 21+4x 1x 2+4x 22)+2(y 21+4y 1y 2+4y 22)=(x 21+2y 21)+4(x 22+2y 22)+4(x 1x 2+2y 1y 2)=20+4(x 1x 2+2y 1y 2).设k OM ,k ON 分别为直线OM 与ON 的斜率,由题意知, k OM ·k ON =y 1y 2x 1x 2=-12,因此x 1x 2+2y 1y 2=0,所以x 2+2y 2=20,故点P 的轨迹方程为x 220+y 210=1.第1课时 椭圆的定义及简单几何性质[考点梳理]1.已知两圆C 1:(x -4)2+y 2=169,C 2:(x +4)2+y 2=9,动圆在圆C 1内部且和圆C 1相内切,和圆C 2相外切,则动圆圆心M 的轨迹方程为( )A .x 264-y 248=1B .x 248+y 264=1C .x 248-y 264=1D .x 264+y 248=1[解析] 设圆M 的半径为r ,则|MC 1|+|MC 2|=(13-r )+(3+r )=16,又|C 1C 2|=8<16,∴动圆圆心M 的轨迹是以C 1、C 2为焦点的椭圆,且2a =16,2c =8,则a =8,c =4,∴b 2=48,故所求的轨迹方程为x 264+y 248=1.2.F 1,F 2是椭圆x 29+y 27=1的两个焦点,A 为椭圆上一点,且∠AF 1F 2=45°,则△AF 1F 2的面积为( )A .7B .74C .72D .752[解析] 由题意得a =3,b =7,c =2, ∴|F 1F 2|=22,|AF 1|+|AF 2|=6.∵|AF 2|2=|AF 1|2+|F 1F 2|2-2|AF 1|·|F 1F 2|cos 45°=|AF 1|2-4|AF 1|+8, ∴(6-|AF 1|)2=|AF 1|2-4|AF 1|+8.∴|AF 1|=72,∴S △AF 1F 2=12×72×22×22=72.[答案] (1)D (2)C3.设F 1,F 2分别是椭圆E :x 2a 2+y 2b2=1(a >b >0)的左,右焦点,过点F 1的直线交椭圆E 于A ,B 两点,|AF 1|=3|F 1B |,且|AB |=4,△ABF 2的周长为16,则|AF 2|=________. 解析:由|AF 1|=3|F 1B |,|AB |=4,得|AF 1|=3, ∵△ABF 2的周长为16,∴4a =16,∴a =4. 则|AF 1|+|AF 2|=2a =8, ∴|AF 2|=8-|AF 1|=8-3=5.4.已知F 1、F 2是椭圆C :x 2a 2+y 2b2=1(a >b >0)的两个焦点,P 为椭圆C 上的一点,且PF 1⊥PF 2,若△PF 1F 2的面积为9,则b =________.解析:设|PF 1|=r 1,|PF 2|=r 2,则⎩⎪⎨⎪⎧r 1+r 2=2a ,r 21+r 22=4c 2, 所以2r 1r 2=(r 1+r 2)2-(r 21+r 22)=4a 2-4c 2=4b 2,所以S △PF 1F 2=12r 1r 2=b 2=9,所以b =3. 答案:(1)5 (2)31.若直线x -2y +2=0经过椭圆的一个焦点和一个顶点,则该椭圆的标准方程为( )A .x 25+y 2=1B .x 24+y 25=1C .x 25+y 2=1或x 24+y 25=1D .x 24+y 2=1[解析] C [直线与坐标轴的交点为(0,1),(-2,0), 由题意知当焦点在x 轴上时,c =2,b =1, ∴a 2=5,所求椭圆的标准方程为x 25+y 2=1.当焦点在y 轴上时,b =2,c =1,∴a 2=5,所求椭圆的标准方程为y 25+x 24=1.] 2.一个椭圆的中心在原点,焦点F 1,F 2在x 轴上,P (2,3)是椭圆上一点,且|PF 1|,|F 1F 2|,|PF 2|成等差数列,则椭圆的标准方程为( )A .x 28+y 26=1B .x 216+y 26=1C .x 24+y 22=1D .x 28+y 24=1[解析] A [设椭圆的标准方程为x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0).由点P (2,3)在椭圆上知4a 2+3b 2=1.又|PF 1|,|F 1F 2|,|PF 2|成等差数列, 则|PF 1|+|PF 2|=2|F 1F 2|,即2a =2×2c ,c a =12,又c 2=a 2-b 2,联立⎩⎪⎨⎪⎧4a 2+3b 2=1,c 2=a 2-b 2,c a =12即a 2=8,b 2=6,故椭圆方程为x 28+y 26=1.] 3.已知F 1(-1,0),F 2(1,0)是椭圆的两个焦点,过F 1的直线l 交椭圆于M ,N 两点,若△MF 2N 的周长为8,则椭圆方程为( )A .x 24+y 23=1B .y 24+x 23=1C .x 216+y 215=1D .y 216+x 215=1解析:∵F 1(-1,0),F 2(1,0)是椭圆的两个焦点,∴c =1.根据椭圆的定义,得△MF 2N 的周长为4a =8,得a =2,∴b =3,∴椭圆方程为x 24+y 23=1,故选A .4.已知椭圆C :x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0)的离心率为22,且与抛物线y 2=x 交于A ,B 两点,若△OAB (O 为坐标原点)的面积为22,则椭圆C 的方程为( )A .x 28+y 24=1B .x 22+y 2=1C .x 212+y 26=1D .x 212+y 28=1解析:∵椭圆C :x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0)与抛物线y 2=x 交于A ,B 两点∴设A (x ,x ),B (x ,-x ),则x x =22,解得x =2,∴A (2,2).由已知得⎩⎨⎧c a =22,4a 2+2b2=1,a 2=b 2+c 2,解得a =22,b =2.∴椭圆C 的方程为x 28+y 24=1,故选A .答案:(1)A (2)A[命题角度1] 椭圆的长轴、短轴、焦距1.已知椭圆x 2m -2+y 210-m=1的长轴在x 轴上,焦距为4,则m 等于( )A .8B .7C .6D .5 解析:A [∵椭圆x 2m -2+y 210-m =1的长轴在x 轴上,∴⎩⎪⎨⎪⎧m -2>0,10-m >0,m -2>10-m ,解得6<m <10.∵焦距为4,∴c 2=m -2-10+m =4,解得m =8.] [命题角度2] 椭圆的离心率2.已知F 1,F 2是椭圆C :x 2a 2+y 2b2=1(a >b >0)的左、右焦点,A 是C 的左顶点,点P 在过A且斜率为36的直线上,△PF 1F 2为等腰三角形,∠F 1F 2P =120°,则C 的离心率为( )A .23B .12C .13D .14解析:D [如图,作PB ⊥x 轴于点B .由题意可设|F 1F 2|=|PF 2|=2,则c =1,由∠F 1F 2P =120°,可得|PB |=3,|BF 2|=1,故|AB |=a +1+1=a +2, tan ∠P AB =|PB ||AB |=3a +2=36,解得a =4.所以e =c a =14.故选D .]2.已知F 1,F 2是椭圆C 的两个焦点,P 是C 上的一点,若PF 1⊥PF 2,且∠PF 2F 1=60°,则C 的离心率为( ) A .1-32 B .2-3 C .3-12D .3-1 解析:D [在Rt △PF 1F 2中,∠PF 2F 1=60°,不妨设椭圆焦点在x 轴上,且焦距|F 1F 2|=2,则|PF 2|=1,|FP 1|=3,由椭圆的定义可知,方程x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0)中,2a =1+3,2c =2,得a =1+32,c =1,所以离心率e =c a =21+3=3-1.故选D .]3.已知F 1,F 2分别是椭圆C :x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0)的左、右焦点,若椭圆C 上存在点P ,使得线段PF 1的中垂线恰好经过焦点F 2,则椭圆C 离心率的取值范围是( ) A .[32,1) B .[31,22] C .[31,1) D .(0,31]解析:C [如图所示,∵线段PF 1的中垂线经过F 2, ∴|PF 2|=|F 1F 2|=2c , 即椭圆上存在一点P , 使得|PF 2|=2c .∴a -c ≤2c <a +c .∴e =c a ∈⎣⎡⎭⎫13,1.] [命题角度3] 与椭圆有关的最值或范围问题4.已知F 是椭圆C :x 29+y 25=1的左焦点,P 为C 上一点,A (1,34),则|P A |+|PF |的最小值为( )A .103B .113C .4D .133解析:D [设椭圆C :x 29+y 25=1的右焦点为F ′(2,0),F (-2,0),由A ⎝⎛⎭⎫1,43,则|AF ′|=53, 根据椭圆的定义可得|PF |+|PF ′|=2a =6,所以|P A |+|PF |=|P A |+6-|PF ′|≥6-|AF ′|=6-53=133.]5.如图,焦点在x 轴上的椭圆x 24+y 2b 2=1的离心率e =12,F ,A 分别是椭圆的一个焦点和顶点,P 是椭圆上任意一点,则PF →·P A →的最大值为( )A .1B .23C .4D .43解析:C [设P 点坐标为(x 0,y 0). 由题意知a =2,∵e =c a =12,∴c =1,∴b 2=a 2-c 2=3.所求椭圆方程为x 24+y 23=1.∴-2≤x 0≤2,-3≤y 0≤3. 又F (-1,0),A (2,0),PF →=(-1-x 0,-y 0),P A →=(2-x 0,-y 0), ∴PF →·P A →=x 20-x 0-2+y 20=14x 20-x 0+1=14(x 0-2)2. 当x 0=-2时,PF →·P A →取得最大值4.][课时训练]一、选择题1.椭圆x 216+y 225=1的焦点坐标为( )A .(±3,0)B .(0,±3)C .(±9,0)D .(0,±9) 解析:B [根据椭圆方程可得焦点在y 轴上,且c 2=a 2-b 2=25-16=9,∴c =3,故焦点坐标为(0,±3).故选B.]2.已知椭圆的中心在原点,离心率e =12,且它的一个焦点与抛物线y 2=-4x 的焦点重合,则此椭圆方程为( )A .x 24+y 23=1B .x 28+y 26=1C .x 22+y 2=1D .x 24+y 2=1解析:A [依题意,可设椭圆的标准方程为x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0),由已知可得抛物线的焦点为(-1,0),所以c =1,又离心率e =c a =12,解得a =2,b 2=a 2-c 2=3,所以椭圆方程为x 24+y 23=1,故选A.] 3.方程kx 2+4y 2=4k 表示焦点在x 轴上的椭圆,则实数k 的取值范围是( )A .k >4B .k =4C .k <4D .0<k <4 解析:D [方程kx 2+4y 2=4k表示焦点在x 轴上的椭圆,即方程x 24+y 2k=1表示焦点在x轴上的椭圆,可得0<k <4,故选D.]4.若椭圆x 24+y 2m =1上一点到两焦点的距离之和为m -3,则此椭圆的离心率为( )A .53B .53或217C .217D .37或59解析:A [由题意得,2a =m -3>0,即m >3,若a 2=4,即a =2,则m -3=4,m =7>4,不合题意,因此a 2=m ,即a =m ,则2m =m -3,解得m =9,即a =3,c =m -4=5,所以椭圆离心率为e =53.故选A.] 5.设椭圆C :x 2a 2+y 2b2=1(a >0,b >0)的左、右焦点分别为F 1,F 2,点E (0,t )(0<t <b ).已知动点P 在椭圆上,且点P ,E ,F 2不共线,若△PEF 2的周长的最小值为4b ,则椭圆C 的离心率为( ) A .32 B .22 C .12 D .33解析:A [△PEF 2的周长为|PE |+|PF 2|+|EF 2|=|PE |+2a -|PF 1|+|EF 2| =2a +|EF 2|+|PE |-|PF 1|≥2a +|EF 2|-|EF 1|=2a =4b ,∴e =c a =1-⎝⎛⎭⎫b a 2=1-14=32,故选A.] 6.在椭圆x 2a 2+y 2b2=1(a >b >0)中,F 1,F 2分别是其左、右焦点,若|PF 1|=2|PF 2|,则该椭圆离 心率的取值范围是( )A .(31,1)B .[31,1)C .(0,31)D .(0,31] 解析:B [根据椭圆定义得|PF 1|+|PF 2|=2a ,将|PF 1|=2|PF 2|代入,得|PF 2|=2a 3,根据椭圆的几何性质,知|PF 2|≥a -c ,故2a 3≥a -c ,即a ≤3c ,故c a ≥13,即e ≥13,又e <1,故该椭圆离心率的取值范围是⎣⎡⎭⎫13,1,故选B.]7.过椭圆x 225+y 216=1的中心任意作一条直线交椭圆于P ,Q 两点,F 是椭圆的一个焦点,则 △PQF 周长的最小值是( )A .14B .16C .18D .20 解析:C [如图,设F 1为椭圆的左焦点,右焦点为F 2,根据椭圆的对称性可知|F 1Q |=|PF 2|,|OP |=|OQ |,所以△PQF 1的周长为|PF 1|+|F 1Q |+|PQ |=|PF 1|+|PF 2|+2|PO |=2a +2|PO |=10+2|PO |,易知2|OP |的最小值为椭圆的短轴长,即点P ,Q 为椭圆的上下顶点时,△PQF 1即△PQF 的周长取得最小值为10+2×4=18.]二、填空题8.设椭圆x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0)的右焦点与抛物线y 2=16x 的焦点相同,离心率为63,则此椭圆 的方程为______________.解析:由题意知抛物线y 2=16x 的焦点为(4,0),∴c =4, ∵e =c a =4a =63,∴a =26,∴b 2=a 2-c 2=8,∴椭圆的方程为x 224+y 28=1. 答案:x 224+y 28=1 9.若x 2+ky 2=2表示焦点在y 轴上的椭圆,则实数k 的取值范围是____________.解析:将椭圆的方程化为标准形式得y 22k+x 22=1,因为x 2+ky 2=2表示焦点在y 轴上的椭圆,所以2k>2, 解得0<k <1.答案:(0,1)10.若椭圆的方程为x 210-a +y 2a -2=1,且此椭圆的焦距为4,则实数a =________. 解析:由题可知c =2.①当焦点在x 轴上时,10-a -(a -2)=22,解得a =4.②当焦点在y 轴上时,a -2-(10-a )=22,解得a =8.故实数a =4或8.答案:4或811.若椭圆x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0)上存在点P ,使得PF 1→·PF 2→=0,则椭圆离心率的取值范围是 ______________.解析:因为PF 1→·PF 2→=0,所以∠F 1PF 2=90°.设P (x 0,y 0)S △PF 1F 2=b 2=c |y 0|≤cb ,即b ≤c ,则a 2-c 2≤c 2,解得e 2≥12,即e ≥22,又在椭圆中0<e <1,故椭圆离心率的取值范围是⎣⎡⎭⎫22,1. 答案:⎣⎡⎭⎫22,1三、解答题12.已知动圆M 过定点A (-3,0),并且内切于定圆B :(x -3)2+y 2=64,求动圆圆心M 的轨迹方程.解:设动圆M 的半径为r ,则|MA |=r ,|MB |=8-r ,∴|MA |+|MB |=8,且8>|AB |=6,∴动点M 的轨迹是椭圆,且焦点分别是A (-3,0),B (3,0),且2a =8,∴a =4,c =3,∴b 2=a 2-c 2=16-9=7.∴所求动圆圆心M 的轨迹方程是x 216+y 27=1.13.已知椭圆的长轴长为10,两焦点F 1,F 2的坐标分别为(3,0)和(-3,0).(1)求椭圆的标准方程;(2)若P 为短轴的一个端点,求△F 1PF 2的面积.解:(1)设椭圆的标准方程为x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0), 依题意得⎩⎪⎨⎪⎧2a =10,c =3,因此a =5,b =4, 所以椭圆的标准方程为x 225+y 216=1. (2)易知|y P |=4,又c =3,所以S △F 1PF 2=12|y P |×2c =12×4×6=12. 14.设F 1,F 2分别是椭圆C :x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0)的左、右焦点,M 是C 上一点且MF 2与x 轴垂直,直线MF 1与C 的另一个交点为N .(1)若直线MN 的斜率为34,求C 的离心率; (2)若直线MN 在y 轴上的截距为2,且|MN |=5|F 1N |,求a ,b .解:(1)根据c =a 2-b 2及题设知M ⎝⎛⎭⎫c ,b 2a ,b 2a 2c =34, 2b 2=3ac .将b 2=a 2-c 2代入2b 2=3ac ,解得c a =12,c a=-2(舍去). 故C 的离心率为12. (2)由题意,原点O 为F 1F 2的中点,MF 2∥y 轴, 所以直线MF 1与y 轴的交点D (0,2)是线段MF 1的中点, 故b 2a=4,即b 2=4a .① 由|MN |=5|F 1N |得|DF 1|=2|F 1N |.设N (x 1,y 1),由题意知y 1<0,则⎩⎪⎨⎪⎧2(-c -x 1)=c ,-2y 1=2,即⎩⎪⎨⎪⎧x 1=-32c ,y 1=-1.代入C 的方程,得9c 24a 2+1b 2=1.② 将①及c =a 2-b 2代入②得9(a 2-4a )4a 2+14a =1. 解得a =7,b 2=4a =28,故a =7,b =27.14.如图,椭圆x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0)的左、右焦点分别为F 1,F 2,过F 2的直线交椭圆于P ,Q 两点,且PQ ⊥PF 1.(1)若|PF 1|=2+2,|PF 2|=2-2,求椭圆的标准方程;(2)若|PQ |=λ|PF 1|,且34≤λ<43,试确定椭圆离心率e 的取值范围.解:(1)由椭圆的定义知,2a =|PF 1|+|PF 2|=(2+2)+(2-2)=4,故a =2. 设椭圆的半焦距为c ,由已知得PF 1⊥PF 2, 因此2c =|F 1F 2|=|PF 1|2+|PF 2|2 =(2+2)2+(2-2)2=23,即c =3,从而b =a 2-c 2=1.故所求椭圆的标准方程为x 24+y 2=1. (2)如图,由PF 1⊥PQ ,|PQ |=λ|PF 1|,得|QF 1|=|PF 1|2+|PQ |2=1+λ2|PF 1|.由椭圆的定义知,|PF 1|+|PF 2|=2a ,|QF 1|+|QF 2|=2a ,所以|PF 1|+|PQ |+|QF 1|=4a .于是(1+λ+1+λ2)|PF 1|=4a ,解得|PF 1|=4a 1+λ+1+λ2, 故|PF 2|=2a -|PF 1|=2a (λ+1+λ2-1)1+λ+1+λ2. 由勾股定理得|PF 1|2+|PF 2|2=|F 1F 2|2=(2c )2=4c 2,从而⎝ ⎛⎭⎪⎫4a 1+λ+1+λ22+⎣⎢⎡⎦⎥⎤2a (λ+1+λ2-1)1+λ+1+λ22=4c 2, 两边除以4a 2,得4(1+λ+1+λ2)2+(λ+1+λ2-1)2(1+λ+1+λ2)2=e 2. 若记t =1+λ+1+λ2,则上式变成e 2=4+(t -2)2t 2=8⎝⎛⎭⎫1t -142+12. 由34≤λ<43及1+λ+1+λ2关于λ的单调性, 得3≤t <4,即14<1t ≤13,进而12<e 2≤59,即22<e ≤53.。
作业8.6椭圆(二)一、单项选择题1.(2021·辽宁省实验中学期中)已知F 1,F 2分别为椭圆x 225+y 29=1的左、右焦点,过点F 1的直线交椭圆于A ,B 两点.若|F 2A|+|F 2B|=12,则|AB|=()A .6B .7C .5D .82.已知椭圆C :y 29+x 2=1,过点P A ,B 两点,且弦AB 被点P 平分,则直线AB 的方程为()A .9x -y -4=0B .9x +y -5=0C .2x +y -2=0D .x +y -5=03.(2021·广州市高三调研)已知椭圆C :x 24+y 2=1,A(2,0),点P 在椭圆C 上,且OP ⊥PA ,其中O 为坐标原点,则点P 的坐标为()A .(23,±223)B .(253,±23)C .(-23,±223)D .(-253,±23)4.(2021·河北冀州中学模拟)已知椭圆C :x 2a 2+y 2b 2=1(a>b>0)的左、右焦点分别为F 1,F 2.F 2也是抛物线E :y 2=2px(p>0)的焦点,点A 为C 与E 的一个交点,且直线AF 1的倾斜角为45°,则C 的离心率为()A.5-12B.2-1C .3-5D.2+15.椭圆x 216+y 24=1上的点到直线x +2y -2=0的最大距离是()A .3B.11C .22D.106.(2021·成都七中期末)已知椭圆C :x 2a 2+y 2b 2=1(a>b>0),焦点F 1(-2,0),F 2(2,0).过F 1(-2,0)作倾斜角为60°的直线l 交上半椭圆于点A ,以F 1A ,F 1O(O 为坐标原点)为邻边作平行四边形OF 1AB ,点B 恰好也在椭圆上,如图,则b 2=()A.3B .23C .43D .12二、多项选择题7.设椭圆x 29+y 23=1的右焦点为F ,直线y =m(0<m<3)与椭圆交于A ,B 两点,则()A .|AF|+|BF|为定值B .△ABF 的周长的取值范围是[6,12]C .当m =32时,△ABF 为直角三角形D .当m =1时,△ABF 的面积为68.已知椭圆C 的中心在原点,焦点F 1,F 2在y 轴上,且短轴长为2,离心率为63,过焦点F 1作y 轴的垂线,交椭圆C 于P ,Q 两点,则下列说法正确的是()A .椭圆方程为y 23+x 2=1B .椭圆方程为x 23+y 2=1C .|PQ|=233D .△PF 2Q 的周长为43三、填空题与解答题9.直线m 与椭圆x 22+y 2=1交于P 1,P 2两点,线段P 1P 2的中点为P ,设直线m 的斜率为k 1(k 1≠0),直线OP(O 为坐标原点)的斜率为k 2,则k 1k 2的值为________.10.椭圆Γ:x 2a 2+y 2b 2=1(a>b>0)的左、右焦点分别为F 1,F 2,焦距为2c.若直线y =3(x +c)与椭圆Γ的一个交点M 满足∠MF 1F 2=2∠MF 2F 1,则该椭圆的离心率等于________.11.(2018·浙江)已知点P(0,1),椭圆x 24+y 2=m(m>1)上两点A ,B 满足AP →=2PB →,则当m =________时,点B 横坐标的绝对值最大.12.已知椭圆C :x 22+y 24=1,过椭圆C 上一点P(1,2)作倾斜角互补的两条直线PA ,PB ,分别交椭圆C于A ,B 两点,求直线AB 的斜率.13.(2021·云南曲靖模拟)已知椭圆C 的两个焦点分别为F 1(-3,0),F 2(3,0),且椭圆C 过点(1)求椭圆C 的标准方程;(2)若与直线OP(O 为坐标原点)平行的直线交椭圆C 于A ,B 两点,当OA ⊥OB 时,求△AOB 的面积.14.(2020·贵州毕节市三诊)已知椭圆C :x 2a 2+y 2b 2=1(a>b>0)的左、右焦点分别为F 1,F 2,点A ,B 分别为椭圆的上、下顶点,直线AF 1与椭圆C 的另一个交点为E ,若∠F 1AF 2=60°,则直线BE 的斜率为________.15.(2021·西安八校高三联考)在平面直角坐标系xOy 中,已知椭圆C :x 2a 2+y 2b 2=1(a>b>0)的离心率为223,直线l 和椭圆C 交于A ,B 两点,当直线l 过椭圆C 的右焦点,且与x 轴垂直时,|AB|=23.(1)求椭圆C 的方程;(2)是否存在与x 轴不垂直的直线l ,使弦AB 的垂直平分线过椭圆C 的右焦点?若存在,求出直线l 的方程;若不存在,请说明理由.作业8.6椭圆(二)参考答案1.答案D解析本题考查椭圆焦点三角形的周长.由椭圆方程可知a =5,由题意可得|AF 1|+|AF 2|=|BF 1|+|BF 2|=2a ,所以△ABF 2的周长为4a =20.若|F 2A|+|F 2B|=12,则|AB|=20-12=8.故选D.2.答案B 解析设A(x 1,y 1),B(x 2,y 2),因为A ,B 在椭圆y 29+x 2=1x 12=1,x 22=1,两式相减得y 12-y 229+x 12-x 22=0,得(y 1-y 2)(y 1+y 2)9+(x 1-x 2)(x 1+x 2)=0,又弦AB 被点P x 1+x 2=1,y 1+y 2=1,将其代入上式得y 1-y 29+x 1-x 2=0,得y 1-y 2x 1-x 2=-9,即直线AB 的斜率为-9,所以直线AB 的方程为y -12=-9x +y -5=0.3.答案A解析设P(x ,y),由OP ⊥PA ,得OP →⊥PA →,所以OP →·PA →=(x ,y)·(2-x ,-y)=x(2-x)-y 2=0,与椭圆方程x 24+y 2=1联立,解得x =23y =±223,即点P 的坐标为(23,±223),故选A.4.答案B解析由题意可知,p2=c ,则p =2c.所以E :y 2=4cx.因为F 1(-c ,0),直线AF 1的倾斜角为45°,所以直线AF 1的方程为:y =x +c.=x +c,2=4cx ,=c ,=2c ,所以A(c ,2c).因为F 2(c ,0),所以AF 2⊥F 1F 2.在Rt△AF 2F 1中,|AF 2|=2c ,|AF 1|=22c.由椭圆的定义得:|AF 1|+|AF 2|=2a ,即22c +2c =2a ,解得ca =2-1.故选B.5.答案D解析设椭圆x 216+y 24=1上的点P(4cos θ,2sin θ),则点P 到直线x +2y -2=0的距离为d =|4cos θ+4sin θ-2|5=d max =|-42-2|5=10.6.答案B 解析依题意可知,c =2,设A(x 1,y 1),B(x 2,y 2),因为四边形OF 1AB 为平行四边形,所以y 1=y 2,又x 12a 2+y 22b 2=1,x 22a 2+y 22b 2=1,所以x 2=-x 1,又F 1A ∥OB ,且直线F 1A 的倾斜角为60°,所以y 1x 1+2=y2x 2=3,因为y 1=y 2,x 2=-x 1,所以x 1=-1,x 2=1,y 1=y 2=3,所以A(-1,3),将其代入x 2a 2+y 2b 2=1,得1a 2+3b 2=1①,又c =2,所以a 2-b 2=c 2=4②,联立①②解得a 2=4+23,b 2=2 3.故选B.7.答案ACD解析设椭圆的左焦点为F ′,则|AF ′|=|BF|,∴|AF|+|BF|=|AF|+|AF ′|=6为定值,A 正确;△ABF 的周长为|AB|+|AF|+|BF|,∵|AF|+|BF|为定值6,∴|AB|的取值范围是(0,6),∴△ABF 的周长的取值范围是(6,12),B 错误;将y =32与椭圆方程联立,可得A ,B 的坐标为(-332,32),(332,32),又∵F(6,0),∴AF →·BF →=(6+332)(6-332)+(32)2=0,∴△ABF 为直角三角形,C 正确;将y =1与椭圆方程联立,得A ,B 的坐标为(-6,1),(6,1),∴S △ABF =12×26×1=6,D 正确,故选ACD.8.答案ACD解析由已知得,2b =2,即b =1,c a =63,又a 2=b 2+c 2,解得a 2=3,∴椭圆方程为y 23+x 2=1,如右图,∴|PQ|=2b 2a =23=233,△PF 2Q 的周长为4a =43.故选ACD.9.答案-12解析设P 1(x 1,y 2),P 2(x 2,y 2),P(x 中,y 中),由点差法可求出y 2-y 1x 2-x 1=-12·x 2+x 1y 2+y 1=k 1,即k 1=-12·x 中y 中,而k 2=y 中x 中,∴k 1·y 中x 中=-12,即k 1k 2=-12.10.答案3-1解析由直线y =3(x +c)知其倾斜角为60°,由题意知∠MF 1F 2=60°,则∠MF 2F 1=30°,∠F 1MF 2=90°.故|MF 1|=c ,|MF 2|=3c.又|MF 1|+|MF 2|=2a ,∴(3+1)c =2a.即e =23+1=3-1.11.答案5解析方法一:由题意知A ,B ,P 三点共线.①当AB 所在直线斜率不存在时,点B 的横坐标为0,显然此时点B 的横坐标的绝对值不是最大值.②当AB 所在直线斜率存在时,设斜率为k(k ≠0),则直线AB 的方程y =kx +1,设A(x 1,y 1),B(x 2,y 2),y 2=m ,kx +1,消去y ,得(1+4k 2)x 2+8kx +4-4m =0,则Δ=(8k)2-4(1+4k 2)(4-4m)=64mk 2+16(m -1)>0.由根与系数的关系,得x 1+x 2=-8k1+4k 2,x 1x 2=4-4m 1+4k 2.①又AP →=2PB →,故x 1=-2x 2.②将②代入①得,x 2=8k 1+4k 2,x 22=2m -21+4k 2,两式相除,整理得kx 2=m -14.由x 22=2m -21+4k2得2m -2=x 22+4(kx 2)2=x 22+(m -1)24,故x 22=2m -2-(m -1)24=-14(m 2-10m +9)=-14(m -5)2+4.故当m =5时,x 22有最大值4,此时点B 横坐标的绝对值最大.方法二:设A(x 1,y 1),B(x 2,y 2),由AP →=2PB →x 1=2x 2,-y 1=2(y 2-1),即x 1=-2x 2,y 1=3-2y 2.因为点A ,B3-2y 2)2=m ,y 22=m ,得y 2=14m +34,所以x 22=m -(3-2y 2)2=-14m 2+52m -94=-14(m -5)2+4≤4,所以当m =5时,点B 横坐标的绝对值最大,最大值为2.12.答案2解析设A(x 1,y 1),B(x 2,y 2),同时设PA 的方程为y -2=k(x -1),代入椭圆方程化简得(k 2+2)x 2-2k(k-2)x +k 2-22k -2=0,显然1和x 1是这个方程的两解.因此x 1=k 2-22k -2k 2+2,y 1=-2k 2-4k +22k 2+2,由-k 代替x 1,y 1中的k ,得x 2=k 2+22k -2k 2+2,y 2=-2k 2+4k +22k 2+2,所以y 2-y 1x 2-x 1=2,即直线AB 的斜率为 2.13.答案(1)x 24+y 2=1(2)9110解析(1)设椭圆C 的方程为x 2a 2+y 2b 2=1(a>b>0)b 2=3,+34b 2=1,2=4,2=1.故椭圆C 的标准方程为x 24+y 2=1.(2)直线OP 的方程为y =32x ,设直线AB 的方程为y =32x +m ,A(x 1,y 1),B(x 2,y 2).将直线AB 的方程代入椭圆C 的方程并整理得x 2+3mx +m 2-1=0,由Δ=3m 2-4(m 2-1)>0,得m 2<41+x 2=-3m ,1x 2=m 2-1.由OA ⊥OB ,得OA →·OB →=0,即OA →·OB →=x 1x 2+y1y 2=x 1x 21+2+=74x 1x 2+32m(x 1+x 2)+m 2=74(m 2-1)+32m ·(-3m)+m 2=54m 2-74=0,得m 2=75<4.又|AB|=1+34·(x 1+x 2)2-4x 1x 2=72·4-m 2,O 到直线AB 的距离d =|m|1+34=|m|72,所以S △AOB =12|AB|·d =12×72×4-m 2×|m|72=9110.14.答案-34解析由∠F 1AF 2=60°,可得a =2c ,则b =a 2-c 2=3c ,设E(m ,n),即有m 2a 2+n 2b 2=1,则n 2-b 2m 2=-b 2a 2,∵A(0,b),B(0,-b),∴k EA ·k EB =n -b m ·n +b m =n 2-b 2m 2=-b 2a 2=-34,又k EA =kAF 1=3,∴k EB =-34.15.答案(1)x 29+y 2=1(2)不存在,理由略解析(1)=223,+19b 2=1,a 2-b 2,∴a 2=9,b 2=1,∴椭圆C 的标准方程为x 29+y 2=1.(2)(点差法)设A(x 1,y 1),B(x 2,y 2),AB 的中点为P(x 0,y 0),椭圆C 的右焦点为F(22,0),直线l的斜率为k ,直线FP 的斜率为k 12+9y 12=9,22+9y 22=9,∴(x 1-x 2)·(x 1+x 2)+9(y 1-y 2)(y 1+y 2)=0,∴k =y 1-y 2x 1-x 2=-x 1+x 29(y 1+y 2)=-x 09y 0,k ′=y 0x 0-22,∴kk ′=-x 09(x 0-22)=-1,即x 0=924∉(-3,3),故不存在.。
椭圆第一课时:椭圆标准方程,定义法求轨迹一、知识要点:1.椭圆的定义: 实际上,当2121F F PF PF >+时为 ; 当2121F F PF PF =+时为 ; 当2121F F PF PF <+时 .2.二、典型例题例1、A 、B 两点相距4个单位长度,试求(1)平面内到A 、B 两点距离和为6的所有点组成的集合;(2)平面内到A 、B 两点距离和为4的所有点组成的集合;(3)平面内到A 、B 两点距离和为2的所有点组成的集合。
变式1:已知△ABC 中AB 长为4,周长为10,求C 的轨迹变式2:△ABC 的三边,,a b c 成等差数列,且满足a b c >>,A 、C 两点的坐标分别是)1,0(、)1,0(-,求顶点B 的轨迹方程。
例2、已知圆O 11)2(22=++y x 圆O 2()49222=+-y x ,若动圆P 与一个内切与另一个外切,试求P 轨迹。
变式1:若将上题中圆O 2方程改为()25222=+-y x 呢?变式2:如图,P 为圆B :(x +2)2+y 2=36上一动点,点A 坐标为(2,0),线段AP 的垂直平分线交直线BP 于点Q ,求点Q 的轨迹方程.例3、(1)椭圆焦距为6,且b a 2=,则其标准方程为 ;(2)椭圆方程为1322=+y x ,则其焦点坐标为 ,右顶点坐标为 ; (3)椭圆方程为1222=+y x ,则其焦点坐标为 ,右顶点坐标为 ;变式1:若方程()()15122=-++y k x k 表示焦点在x 轴上的椭圆,则k 需满足 ,若其表示焦点在y 轴上的椭圆,则k 需满足 ,若其表示圆,则k 需满足 ,若其表示椭圆则k 需满足 ,例4、已知椭圆的两个焦点坐标分别是(-2,0),(2,0),并且经过点⎝⎛⎭⎫52,-32,求它的标准方程。
(两种方法)变式1:求适合下列条件的椭圆的标准方程: (1) 长轴是短轴的3倍且经过点A (3,0);(2)(3) 经过点P (-,Q 2)-两点;例5、A 为圆422=+y x 上的一点,过A 做AB 垂直于x 轴,交于B ,C 为AB 中点,试求点C 轨迹。
第60课时 椭圆(2)
一、 考纲要求
二、知识梳理
3.椭圆中的通径与焦半径分别指的是什么?
三、自主研习
1.椭圆13
42
2=+y x 的长轴位于 轴,长轴长等于 ;短轴位于 轴,短轴长等于 .焦点在 轴上,焦点坐标分别是 和 ;离心率=e ;左顶点坐标是 ;下顶点坐标是 ;椭圆上点),(00y x P 的横坐标的范围是 ,纵坐标的范围 .
2.若椭圆2214x y m +=,则实数m = . 3. 如果方程k ky x =+2
2表示焦点在y 轴上的椭圆,则实数k 的取值范围是 .
4. 椭圆x 225+y 2
9=1上有一点P ,它到左准线的距离是5
2
,则点P 到右焦点的距离是 .
5.已知椭圆22
22:1x y C a b
+=(a >b >0)的左焦点为F, C 与过原点的直线相交于,A B 两点,连结,,
AF BF 若4
10,8,cos 5AB BF ABF ==∠=,则C 的离心率e =__________.
6.在平面直角坐标系中,椭圆22
221(0)x y a b a b
+=>>的左焦点为F ,右顶点为A ,点P 是椭圆上一点,l
为左准线,,PQ l ⊥垂足为.Q 若四边形PQFA 为平行四边形,则椭圆的离心率e 的取值范围是________.
四、合作探究
【例1】已知椭圆1:22
22=+b
y a x C (a >b >0)的左焦点为F ,右顶点为A ,上顶点为B ,若BF AB ⊥,
则称其为“优美椭圆”,那么“优美椭圆”的离心率为 .
变式(1) 椭圆)0(122
22>>=+b a b
y a x 的左右焦点分别为1F ,2F ,上顶点为B ,如果21BF BF ⊥,那么椭
圆的离心率为 .
变式(2) 椭圆)0(122
22>>=+b a b
y a x 的两个焦点为1F ,2F ,如果椭圆上存在点P ,满足21PF F ∠︒=90,
则椭圆离心率的取值范围为 .
【例2】已知F 是椭圆15
92
2=+y x 的左焦点,P 是此椭圆上的动点,A (1,1)是一定点. (1)求PA +3
2
PF 的最小值,并求点P 的坐标;
(2)求PA +PF 的最大值和最小值.
变式:设P 是椭圆15
92
2=+y x 上一点,M 、N 分别是两圆:1)2(22=++y x 和1)2(22=+-y x 上的点,则PN PM +的最小值为 ,最大值分别为 .
【例3】如图,椭圆22
22+=1(>>0)x y C a b a b
:经过点3(1,),2P 离心率1=2e ,直线l 的方程为=4x .
(1) 求椭圆C 的方程;
(2) AB 是经过右焦点F 的任一弦(不经过点P ),设直线AB 与直线l 相交于点M ,记,,PA PB PM
的斜率分别为123,,.k k k 问:是否存在常数λ,使得123+=.k k k λ?若存在求λ的值;若不存在,说
明理由.
第60课时 椭圆(2)同步训练题
1.若椭圆的中心在原点,焦距为4,一条准线方程为4x =-,则该椭圆的标准方程为 __________ .
2.直线x +2y -2=0经过椭圆x 2a 2+y 2b
2=1(a >b >0)的一个焦点和一个顶点,则该椭圆的离心率等于______.
3.如图Rt △ABC 中,AB=AC=1,以点C 为一个焦点作一个椭圆,使这个椭圆的另一个焦点在AB 边上,且这个椭圆过A 、B 两点,则这个椭圆的焦距长为 .
4.椭圆x 2a
2+y 2
=1(a >4)的离心率的取值范围是__________.
5. “0m n >>”是“方程221mx ny +=”表示焦点在y 轴上的椭圆”的 条件.
6. 已知椭圆1:2222=+b y a x C (a >b >0)的离心率为2
,过右焦点F 且斜率为(0)k k >的直线与C 相
交于,A B 两点,若2AF FB =
,则k =_________.
7.已知椭圆1:22
22=+b
y a x C (a >b >0)的中心、右焦点和右顶点分别为O,F,A ,右准线与x 轴的交点
为H ,则
FA
OH
的最大值为__________. 8.已知A 、B 是椭圆19252222=+a y a x 上的两点,2
F 是椭圆的右焦点,如果,5
8
||||22a BF AF =+ AB 的中点到椭圆左准线距离为
23
,则椭圆的方程 . 9.如图,已知椭圆)0(122
22>>=+b a b
y a x ,F 1、F 2分别为椭圆的左、右焦点,A 为椭圆的上顶点,直线
AF
2交椭圆于另 一 点B .
(1)若∠F 1AB =90°,求椭圆的离心率;
(2)若222AF F B = ,132
AF AB =
,求椭圆的方程.
10.如图,在平面直角坐标系中,椭圆C:)0(122
22>>=+b a b
y a x 的右焦点(1,0)F ,直线AB 经过点F 交
椭圆C 于A,B 两点.当AB x ⊥轴时,3AB =.
(1)求椭圆C 的方程;
(2)已知点(4,3)P ,记直线,PA PB 的斜率分别为12,k k ,求12k k 的最大值.
11. 在平面直角坐标系中,椭圆C:)0(122
22>>=+b a b
y a x 的离心率为12,右焦点(1,0)F ,点P 在椭圆C
上,且在第一象限内,直线PQ 与圆O :222x y b +=相切于点M.
(1)求椭圆C 的方程;
(2)求PM PF 的取值范围;
(3)若OP OQ ⊥,求点Q 的纵坐标t 的值.。