三元整合2.2.2椭圆的简单几何性质
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2.2.2椭圆的几何性质教学目标1.知识与技能掌握椭圆的几何性质,理解椭圆方程与椭圆曲线间互逆推导的逻辑关系及利用数形结合解决实际问题.2.过程与方法通过椭圆的方程研究其几何性质及其应用过程,培养学生观察、分析问题的能力,利用数形结合思想解决问题的能力.3.情感、态度与价值观通过数与形的辨证统一,对学生进行辨证唯物主义教育,通过对椭圆对称美的感受,激发学生对美好事物的追求.教学重点:由标准方程分析出椭圆的几何性质.教学难点:椭圆离心率几何意义的导入和理解及求法.椭圆的简单几何性质问题导思1.观察椭圆x2a2+y2b2=1(a>b>0)的形状,你能从图中看出它的范围吗?它具有怎样的对称性?椭圆上哪些点比较特殊?【答案】椭圆上的点都在如题图中的矩形框内部,椭圆关于坐标轴对称.椭圆与坐标轴的四个交点比较特殊.2.如何由椭圆x2a2+y2b2=1(a>b>0)求出椭圆与x、y轴的交点坐标?【答案】只要令x=0或y=0求解即可.x 2y 2y 2x 2椭圆的离心率 问题导思1.观察不同的椭圆,我们会发现,椭圆的扁平程度不一.对于椭圆x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0),若令a 不变,b 怎样变化时椭圆形状越圆(扁)?此时c 的情况如何?【答案】 当a 值不变,b 越大,即c 越小时,椭圆形状越圆;b 越小即c 越大时,椭圆形状越扁.2.若用ca来描述椭圆的扁平情况会是怎样的?【答案】 c a 越小椭圆形状越圆;c a 越大椭圆形状越扁.(注意:0<ca <1)1.定义:椭圆的焦距与长轴长的比e =ca,叫做椭圆的离心率.2.性质:离心率e 的范围是(0,1).当e 越接近1时,椭圆越扁;当e 越接近于0时,椭圆就越接近于圆. 例题解析例1 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,并用描点法画出它的图形.解 把椭圆的方程化为标准方程x 29+y 24=1.可知此椭圆的焦点在x 轴上,且长半轴长a =3,短半轴长b =2,故半焦距c =a 2-b 2=9-4= 5.因此,椭圆的长轴长2a =6,短轴长2b =4;离心率e =c a =53,两个焦点的坐标分别是(-5,0),(5,0);四个顶点的坐标分别是(-3,0),(3,0),(0,-2),(0,2).为画此椭圆的图形,将椭圆方程变形为 y =±239-x 2(-3≤x ≤3).由y =239-x 2(0≤x ≤3),可求出椭圆的两个顶点及其在第一象限内一些点的坐标(x ,y ),列表如下:称性画出整个椭圆,如图所示.例2 我国自行研制的“中星20号”通信卫星,于2003你那11月15日升空精确地进入确定轨道.这可卫星的运行轨道,是以地球的中心为一个焦点的椭圆,近地点与地球表面距离为212km ,远地点与地球表面的距离为41981km.已知地球半径约为6371km ,求这可卫星运行轨道的近似方程(长、短半轴长精确到0.1km ).解:以卫星运行的椭圆形轨道的中心O 为原点,如图建立平面直角坐标系,使地球中心F 在x 轴上.点F (c ,0)是椭圆的一个焦点,椭圆与x 轴的交点AB 分别是近地点和远地点. 设所求的卫星运行轨道的方程为由已知,得a -c=|F A |=6371+212=6583, a +c=|FB |==6371+41891=48352. 解得a =27467.5,22221(0)x y a b a b +=>>因此,所求的卫星运行轨道的近似方程为巩固练习1、求满足下列各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),焦点在x 轴上;(2)短轴一个端点与两焦点组成一个正三角形,且焦点到同侧顶点的距离为 3. 解 (1)椭圆的焦点在x 轴上,设方程为x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0),∵椭圆过点A (3,0), ∴9a 2=1,a =3, ∵2a =3·2b ,∴b =1, ∴方程为x 29+y 2=1.(2)由已知{ a =2c ,a -c =3,∴{ a =23,c =3,从而b 2=9,∴所求椭圆的标准方程为x 212+y 29=1或x 29+y 212=1.22()()48352658317841.0b ac a c a c =-=+-=⨯≈22221.27467.517841.0x y +=。