高二数学下册(春季)-第5讲-椭圆(一)
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(a>b>0) 高二数学椭圆(一)人教版【同步教育信息】一. 本周教学内容椭圆(一)二. 重点、难点1. 定义:212122F F c a PF PF =>=+(其中P 为椭圆上一点,21F F 焦点)2. 椭圆的标准方程:12222=+b y a x12222=+bx a y 3. 椭圆的性质)0(12222>>=+b a by a x (1)a x ≤ b y ≤(2)x 、y 轴为椭圆对称轴,原点为对称中心。
(3)顶点)0,(a ±),0(b ±(4)离心率ac e =)(222b a c -=4. 直线与椭圆的位置关系 l :0=++C By Ax椭圆M :12222=+by a x代入:222222)(b a Bc Ax a bx =++ ※ 研究※式的判别式∆ (1)0<∆ 无交点(2)0=∆ 一个交点(相切) (3)0>∆ 两个不同的交点弦长2121x x k -+=(k 为l 的斜率,21x x 为※式的根)【典型例题】[例1] 求满足下面条件的椭圆的方程。
(1)求焦点为)0,3(,)0,3(-,离心率31=e 的椭圆。
解:3=c 9=a 26=b ∴1728122=+y x (2)求中心在原点,两准线间距离为5,焦距为4的椭圆方程。
解:522=⋅ca 2=c ∴ 5=a 1=b∴ 1522=+y x 或1522=+x y (3)求中心在原点、焦点在x 轴,椭圆上点M )12,8(到左焦点距离为20的椭圆方程。
解:2222012)8(=++c 2216)8(=+c 8=c2221212)88(=+- ∴ 3212202=+=a 16=a∴119225622=+y x (4)椭圆中心在坐标原点,焦点在x 轴,直线1+=x y 与椭圆交于M 、N 若ON OM ⊥且210=MN 求椭圆方程。
解:设椭圆122=+ny mx 当1+=x y 交),(11y x M ),(22y x N1)1(112222=++⇒⎩⎨⎧+==+x n mx x y ny mx即:012)(2=-+++n nx x n m∴ ⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧+-=⋅+-=+n m n x x n m n x x 122121ON OM ⊥ ∴ 02121=+y y x x 0)1x )(1x (x x 2121=+++⋅ ①2101121=-⋅+=x x MN ② 由①②⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧==⇒2123n m (舍)⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧==2321n m ∴132222=+y x [例2] 直线m x y +=与椭圆191622=+y x 的交点的个数,并求最大弦长。
高二数学教学椭圆一、教学任务及对象1、教学任务本教学任务围绕高二数学中的椭圆内容展开。
椭圆作为圆锥曲线的重要组成部分,不仅在数学领域具有广泛的应用,而且在物理学、天文学等领域也有着重要地位。
本节课旨在帮助学生理解椭圆的定义、标准方程及其性质,掌握椭圆的图形特征,并能够运用椭圆相关知识解决实际问题。
2、教学对象教学对象为高二年级的学生,他们已经掌握了平面几何的基本知识,具有一定的代数运算能力和空间想象力。
在此基础上,通过本节课的学习,希望学生能够提高抽象思维能力,培养解决复杂几何问题的能力,为后续学习圆锥曲线的其它内容打下坚实基础。
同时,考虑到学生的个体差异,教学中将注重因材施教,激发学生的学习兴趣,提高他们的自主学习能力。
二、教学目标1、知识与技能(1)理解椭圆的定义,掌握椭圆的标准方程及其图形特征;(2)掌握椭圆的性质,如顶点、焦点、准线等,并能够运用这些性质解决相关问题;(3)学会运用椭圆的参数方程、极坐标方程等不同形式表示椭圆,并能够灵活转换;(4)能够运用椭圆相关知识解决实际应用问题,如天体运动、几何图形设计等;(5)提高学生的几何直观能力和代数运算能力,为学习圆锥曲线的其它内容打下基础。
2、过程与方法(1)通过引导学生自主探究、合作交流,培养学生的独立思考和团队协作能力;(2)利用多媒体教学手段,如几何画板、动画演示等,增强学生对椭圆图形的直观认识,提高空间想象力;(3)采用问题驱动的教学方法,激发学生的学习兴趣,引导学生主动发现问题、分析问题、解决问题;(4)设计不同难度的练习题,使学生在解决问题的过程中,逐步掌握椭圆的性质和运用方法;(5)通过课堂讲解、课后巩固、阶段测试等方式,检验学生的学习效果,及时调整教学策略。
3、情感,态度与价值观(1)培养学生对数学学科的兴趣,激发他们学习椭圆及相关知识的热情;(2)通过椭圆的学习,使学生感受到数学的对称美、简洁美,培养他们的审美情趣;(3)引导学生认识到数学知识在实际生活中的重要作用,增强学生的应用意识;(4)培养学生严谨、细致、勇于探索的学习态度,使他们具备面对困难、解决问题的勇气和信心;(5)通过小组合作、讨论交流等活动,培养学生团结互助、共同进步的价值观,提高他们的团队协作能力。
高二数学——椭圆讲解只有一条路不能选择——那就是放弃的路;只有一条路不能拒绝——那就是成长的路。
基本知识概要 1 椭圆的两种定义:①平面内与两定点F 1,F 2的距离的和等于定长()212F F a >的点的轨迹,即点集M={P||PF 1|+|PF 2|=2a ,2a >|F 1F 2|};(212F F a =时为线段21F F ,212F F a <无轨迹)。
其中两定点F 1,F 2叫焦点,定点间的距离叫焦距。
②平面内一动点到一个定点和一定直线的距离的比是小于1的正常数的点的轨迹,即点集M={P|e dPF =,0<e <1的常数}。
(1=e 为抛物线;1>e 为双曲线) 2 标准方程:(1)焦点在x 轴上,中心在原点:12222=+by ax (a >b >0); 焦点F 1(-c ,0), F 2(c ,0)。
其中22ba c -=(一个∆Rt )(2)焦点在y 轴上,中心在原点:12222=+bx ay (a >b >0); 焦点F 1(0,-c ),F 2(0,c )。
其中22ba c -=注意:①在两种标准方程中,总有a >b >0,22ba c -=并且椭圆的焦点总在长轴上;②两种标准方程可用一般形式表示:Ax 2+By 2=1 (A >0,B >0,A ≠B ),当A <B 时,椭圆的焦点在x 轴上,A >B 时焦点在y 轴上。
3.性质:对于焦点在x 轴上,中心在原点:12222=+by a x (a >b >0)有以下性质:坐标系下的性质:① 范围:|x|≤a ,|y|≤b ;② 对称性:对称轴方程为x=0,y=0,对称中心为O (0,0); ③ 顶点:A 1(-a ,0),A 2(a ,0),B 1(0,-b ),B 2(0,b ),长轴|A 1A 2|=2a ,短轴|B 1B 2|=2b ;(a半长轴长,b 半短轴长); ④ 准线方程:cax 2±=;或cay 2±=⑤ 焦半径公式:P (x 0,y 0)为椭圆上任一点。
高二下册(春季)数学辅导教案
学员姓名:学科教师:
年级:辅导科目:
授课日期××年××月××日时间A / B / C / D / E / F段
主题椭圆(一)
教学内容
1. 理解椭圆的定义,掌握椭圆的几何性质;
2. 能应用椭圆性质解题。
(以提问的形式回顾)
1. 椭圆的定义:平面上到两定点的
1
F、
2
F的距离之和等于常数2a(
12
2||
a F F
>)的点的轨迹,叫做椭圆。
定点
1
F、
2
F是焦点,
12
||
F F是椭圆的焦距,2a是椭圆的长轴长。
(若
12
2||
a F F
=,则动点的轨迹是线段;若
12
2||
a F F
<,则轨迹不存在)
2. 椭圆的图像与性质:
图像
标准方程
22
22
1(0)
x y
a b
a b
+=>>
范围()
a x a
b y b
-≤≤-≤≥
y
x
O
1
F2F
顶点
(,0)a ±,(0,)b ± 对称性
关于x 、y 轴和原点对称 焦点 1(,0)F c -、2(,0)F c
a ,
b ,
c 的意义
2a 长轴长,2b 短轴长,2c 焦距,222a b c =+
(采用教师引导,学生轮流回答的形式)
例1.求中心在原点,对称轴为坐标轴,且经过)2,3(-A 和)1,32(-B 两点的椭圆方程.
分析:由题设条件焦点在哪个轴上不明确,椭圆标准方程有两种情形,为了计算简便起见,可设其方程为221mx ny +=(0m >,0n >),且不必去考虑焦点在哪个坐标轴上,直接可求出方程.
解:设所求椭圆方程为22
1mx ny +=(0m >,0n >).
由(3,2)A -和(23,1)B -两点在椭圆上可得
2222(3)(2)1,(23)11,m n m n ⎧⋅+⋅-=⎪⎨⋅-+⋅=⎪⎩即341,121,m n m n +=⎧⎨+=⎩ 所以115m =,15n =. 故所求的椭圆方程为22
1155
x y +=. 试一试:经过点(3,2)且与椭圆22
194
x y +=有相同焦点的椭圆的方程是 . 【参考答案】:22
11510
x y +=.
例2. 已知椭圆的标准方程是x 2a 2+y 2
25
=1(a >5),它的两焦点分别是F 1,F 2,且F 1F 2=8,弦AB 过点F 1,则△ABF 2的周长为________.
答案:441
试一试:已知椭圆x 216+y 2
9
=1的左、右焦点分别为F 1、F 2,P 是椭圆上的一点,Q 是PF 1的中点,若OQ =1,
222200000000112282162
x y x y x y x y =+≥=⇒≤Q 所以0048ABCD S x y =≤,当且仅当220000121822
x y x y ==⇒==即且时,取等号 max 8S ∴= 此时四个顶点的坐标为()()()()2,1,2,1,2,1,2,1A B C D ----
(学生统一完成,互相批改,教师针对重难点详细讲解)
1. 已知方程22
146x y m m
+=-+表示椭圆,求实数m 的取值范围 ; 【答案】:(6,1)(1,4)---U
2. 已知点(2,0)A -、(2,0)B 两点,P 是坐标平面上的动点,且||||6PA PB +=,O 是坐标原点,则||PO 的取值范围是 ;
【答案】:[5,3]
3. 设1F 、2F 是椭圆1422=+y x 的两个焦点,点P 在椭圆上,且满足2
21π=∠PF F ,则21PF F ∆的面积等于__. 【答案】:1
4. 已知椭圆22
12516
x y +=内有两点()()1,3,3,0,A B P 为椭圆上一点,则PA PB +的最大值为 . 【答案】:15
5. 已知F 1、F 2是椭圆x 2100+y 2
64
=1的两个焦点,P 是椭圆上任意一点. (1)若∠F 1PF 2=π3
,求△F 1PF 2的面积; (2)求PF 1·PF 2的最大值.
解:(1)设PF 1=m ,PF 2=n (m >0,n >0).根据椭圆的定义得m +n =20.在△F 1PF 2中,由余弦定理得PF 21+
PF 22-2PF 1·PF 2·cos ∠F 1PF 2=F 1F 22,即m 2+n 2-2mn ·cos π3
=122.∴m 2+n 2-mn =144,即(m +n )2-3mn =144.∴202-3mn =144,即mn =2563.又∵S △F 1PF 2=12PF 1·PF 2·sin ∠F 1PF 2=12mn ·sin π3,∴S △F 1PF 2=12×2563×32
=6433
.
(2)∵a =10,∴根据椭圆的定义得PF 1+PF 2=20.∵PF 1+PF 2≥2PF 1·PF 2,∴PF 1·PF 2≤⎝⎛⎭⎫PF 1+PF 222=⎝⎛⎭⎫2022=100,当且仅当PF 1=PF 2=10时,等号成立.∴PF 1·PF 2的最大值是100.
6. 设椭圆22222:b y x C =+(常数0>b )的左右焦点分别为12,F F ,,M N 是直线b x l 2:=上的两个动点,
1
20FM F N ⋅=u u u u r u u u u r . (1)若1225F M F N ==u u u u r u u u u r ,求b 的值;
(2)求MN 的最小值.
解:设),(1y b M ,),(2y b N
则),(),,3(2211y b N F y b M F ==, 由12
0FM F N ⋅=u u u u r u u u u r 得2213b y y -= ① (1)由1225F M F N ==u u u u r u u u u r ,得
52)3(212=+y b ②
52222=+y b ③
由①、②、③三式,消去12,y y ,并求得2=b .
(2)【解法一】易求椭圆C 的标准方程为:12
42
2=+y x . 22121212122212212
124222)(b y y y y y y y y y y y y MN =-=--≥-+=-= 所以,当且仅当b y y 321=-=或b y y 312=-=时,
MN 取最小值b 32.
【解法二】22214
21
22121269)(b b y b y y y MN ≥++=-=, 所以,当且仅当b y y 321=
-=或b y y 312=-=时,MN 取最小值b 32.
本节课主要知识点:椭圆的定义,椭圆的几何性质及其应用
【巩固练习】
1. 方程x 225-m +y 2
16+m
=1表示焦点在y 轴上的椭圆,则m 的取值范围是________. 答案:92
<m <25
2. 过点(-3,2)且与椭圆x 29+y 2
4
=1有相同焦点的椭圆的标准方程是________. 答案:x 215+y 210
=1
3. 点P 在椭圆22
143
x y +=上运动,点Q 、R 分别在圆22(1)1x y ++=、22(1)1x y -+=上运动,求||||PQ PR +的取值范围。
【答案】:[2,6]
4. 已知椭圆的对称轴为坐标轴,两个焦点为1F 、2F ,椭圆上一点P 到两焦点21 F F 、的距离分别为3
52 354、,过点P 作长轴的垂线恰好过椭圆的一个焦点,求椭圆的方程.
解:由1453PF =、2253
PF =, 得4525233
a =+,即5a =. 由条件可知2PF ∥y 轴,且1230PF F =o ∠,
∴1252=30=3c PF cos ⋅o ,即5=3
c ,253c =,210 3b =.。