椭圆讲解(定义+性质+习题)
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椭圆讲解+性质+习题
(一)定义部分(重点掌握)
一.椭圆基本定义(必须掌握)
1.定义:①平面内一个动点到两个定点F1、F2的距离之和等于常数(大于|F1F2|,即21212FFaPFPF),这个动点的轨迹叫椭圆(这两个定点叫焦点).
②点M与一个定点的距离和它到一条定直线的距离的比是常数e(0
2.椭圆参数的几何意义,如下图所示:
(1)|PF1|+|PF2|=2a,|PM2|+|PM1|=ca22,||||11PMPF=||||22PMPF=e;
(2)11FAcaFA22,21FAcaFA12;caPFca1
(3)|BF2|=|BF1|=a,|OF1|=|OF2|=c;
(4)|F1K1|=|F2K2|=p=cb2,
2221ABABab
3.标准方程:椭圆标准方程的两种形式
12222byax和12222bxay)0(ba其中222bac
椭圆12222byax)0(ba的焦点坐标是)0(,c,准线方程是cax2,离心率是ace,通径的长是ab22焦准距(焦点到准线的距离)cbp2,焦参数2ba(通径长的一半)范围:}{axax,}{bybx,长轴长=a2,短轴长=2b,焦距=2c ,
焦半径:21()aPFexaexc,22()aPFexaexc.
4.21FPF中经常利用余.弦定理...、三角形面积公式.......12212tan2PFFFPFSb将有关线段1PF、2PF、2c,有关角21PFF(1212FPFFBF)结合起来,建立1PF+2PF、1PF2PF等关系.
二. 第二定义(拓展掌握,有些题目用第二定义做会有事半功倍的效果):平BPM2K2A2F2F1A1M1K1oyx面内与一个定点的距离和它到一条定直线的距离之比是常数
ecaeM()01的动点的轨迹叫做椭圆,定点为椭圆的一个焦点,定直线为
椭圆的准线,常数e是椭圆的离心率。
注意:①对对应于右焦点,的准线称为右准线,xaybabFc22222100()()
方程是,对应于左焦点,的准线为左准线xacFcxac2120()
②e的几何意义:椭圆上一点到焦点的距离与到相应准线的距离的比。
三. 焦半径及焦半径公式(拓展掌握):
椭圆上一个点到焦点的距离叫做椭圆上这个点的焦半径。
对于椭圆,设,为椭圆上一点,由第二定义:xaybabPxy22210()()
左焦半径∴·左左rxaccarexcaacaex02020
右焦半径右右racxcaraex200
四.椭圆参数方程(拓展掌握)
问题:如图以原点为圆心,分别以a、b(a>b>0)为半径作两个圆,点B是大圆半径OA与小圆的交点,过点A作AN⊥Ox,垂足为N,过点B作BN⊥AN,垂足为M,求当半径OA绕O旋转时点M的轨迹的参数方程。
设点的坐标是,,是以为始边,为终边的正角,取为Mxy()Ox
参数。
那么∴xONOAyNMOBxayb||cos||sincossin()1
这就是椭圆参数方程:为参数时,称为“离心角”
说明:<1> 对上述方程(1)消参即
xaybxaybcossin22221普通方程
<2>由以上消参过程可知将椭圆的普通方程进行三角变形即得参数方程。
名称 方程 参数几何意义
直线 xxtyytt00cossin()为参数 Pxy000(),定点,倾斜角,tPP0,P(x,y)动点
圆 xarybrcossin()为参数 A(a,b)圆心,r半径,
P(x,y)动点,旋转角
椭圆 xaybcossin()为参数 a长半轴长,b短半轴长
离心角不是与的夹角()OMOx
一般地,、取,[]02
五.直线与椭圆位置关系(必须掌握,重点难点):
(1)相离
xaybykxb22221
①相离无解xaybykxb22221 ②求椭圆上动点P(x,y)到直线距离的最大值和最小值,(法一,参数方程法;法二,数形结合,求平行线间距离,作l'∥l且l'与椭圆相切)
③关于直线的对称椭圆。
(2)相切
①相切有一解xaybykxb22221
②过椭圆上一点,的椭圆的切线方程为Pxyxxayyb00002021()
()312222相交有两解xaybykxb
①弦长公式:
||()()ABxxyy122122
14212212kxxxx()
1212kxx||
12ka·||
(二)性质部分(了解掌握)
1. 点P处的切线PT平分△PF1F2在点P处的外角.
2. PT平分△PF1F2在点P处的外角,则焦点在直线PT上的射影H点的轨迹是以长轴为直径的圆,除去长轴的两个端点.
3. 以焦点弦PQ为直径的圆必与对应准线相离.
4. 以焦点半径PF1为直径的圆必与以长轴为直径的圆内切.
5. 若000(,)Pxy在椭圆22221xyab上,则过0P的椭圆的切线方程是00221xxyyab.
6. 若000(,)Pxy在椭圆22221xyab外 ,则过Po作椭圆的两条切线切点为P1、P2,则切点弦P1P2的直线方程是00221xxyyab.
7. 椭圆22221xyab (a>b>0)的左右焦点分别为F1,F 2,点P为椭圆上任意一点12FPF,则椭圆的焦点角形的面积为122tan2FPFSb.
8. 椭圆22221xyab(a>b>0)的焦半径公式:
10||MFaex,20||MFaex(1(,0)Fc , 2(,0)Fc00(,)Mxy).
9. 设过椭圆焦点F作直线与椭圆相交 P、Q两点,A为椭圆长轴上一个顶点,连结AP 和AQ分别交相应于焦点F的椭圆准线于M、N两点,则MF⊥NF.
10. 过椭圆一个焦点F的直线与椭圆交于两点P、Q, A1、A2为椭圆长轴上的顶点,A1P和A2Q交于点M,A2P和A1Q交于点N,则MF⊥NF.
11. AB是椭圆22221xyab的不平行于对称轴的弦,M),(00yx为AB的中点,则22OMABbkka,
即0202yaxbKAB。
12. 若000(,)Pxy在椭圆22221xyab内,则被Po所平分的中点弦的方程是2200002222xxyyxyabab.
13. 若000(,)Pxy在椭圆22221xyab内,则过Po的弦中点的轨迹方程是22002222xxyyxyabab.
14. 椭圆22221xyab(a>b>o)的两个顶点为1(,0)Aa,2(,0)Aa,与y轴平行的直线交椭圆于P1、P2时A1P1与A2P2交点的轨迹方程是22221xyab.
15. 过椭圆22221xyab (a>0, b>0)上任一点00(,)Axy任意作两条倾斜角互补的直线交椭圆于B,C两点,则直线BC有定向且2020BCbxkay(常数).
16. 若P为椭圆22221xyab(a>b>0)上异于长轴端点的任一点,F1, F 2是焦点,
12PFF, 21PFF,则tant22accoac.
17. 设椭圆22221xyab(a>b>0)的两个焦点为F1、F2,P(异于长轴端点)为椭圆上任意一点,在△PF1F2中,记12FPF, 12PFF,12FFP,则有sinsinsincea.
18. 若椭圆22221xyab(a>b>0)的左、右焦点分别为F1、F2,左准线为L,则当0<e≤21时,可在椭圆上求一点P,使得PF1是P到对应准线距离d与PF2的比例中项.
19. P为椭圆22221xyab(a>b>0)上任一点,F1,F2为二焦点,A为椭圆内一定点,则2112||||||2||aAFPAPFaAF,当且仅当2,,AFP三点共线时,等号成立.
20. 椭圆220022()()1xxyyab与直线0AxByC有公共点的充要条件是2222200()AaBbAxByC.
21. 已知椭圆22221xyab(a>b>0),O为坐标原点,P、Q为椭圆上两动点,且OPOQ.(1)22221111||||OPOQab;(2)|OP|2+|OQ|2的最大值为22224abab;(3)OPQS的最小值是2222abab. 22. 过椭圆22221xyab(a>b>0)的右焦点F作直线交该椭圆右支于M,N两点,弦MN的垂直平分线交x轴于P,则||||2PFeMN.
23. 已知椭圆22221xyab( a>b>0) ,A、B、是椭圆上的两点,线段AB的垂直平分线与x轴相交于点0(,0)Px, 则22220ababxaa.
24. 设P点是椭圆22221xyab( a>b>0)上异于长轴端点的任一点,F1、F2为其焦点记12FPF,则(1)2122||||1cosbPFPF.(2) 122tan2PFFSb.
25. 设A、B是椭圆22221xyab( a>b>0)的长轴两端点,P是椭圆上的一点,PAB,
PBA,BPA,c、e分别是椭圆的半焦距离心率,则有(1)22222|cos|||sabPAacco.(2) 2tantan1e.(3) 22222cotPABabSba.
26. 已知椭圆22221xyab( a>b>0)的右准线l与x轴相交于点E,过椭圆右焦点F的直线与椭圆相交于A、B两点,点C在右准线l上,且BCx轴,则直线AC经过线段EF 的中点.
27. 过椭圆焦半径的端点作椭圆的切线,与以长轴为直径的圆相交,则相应交点与相应焦点的连线必与切线垂直.
28. 过椭圆焦半径的端点作椭圆的切线交相应准线于一点,则该点与焦点的连线必与焦半径互相垂直.
29. 椭圆焦三角形中,内点到一焦点的距离与以该焦点为端点的焦半径之比为常数e(离心率).
(注:在椭圆焦三角形中,非焦顶点的内、外角平分线与长轴交点分别称为内、外点.)
30. 椭圆焦三角形中,内心将内点与非焦顶点连线段分成定比e.
31. 椭圆焦三角形中,半焦距必为内、外点到椭圆中心的比例中项.