椭圆的标准方程与性质
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椭圆的标准方程及性质椭圆作为二维空间中的图形,具有一些独特的性质和特点。
本文将介绍椭圆的标准方程以及其相应的性质。
一、椭圆的标准方程椭圆的标准方程可以通过平面几何的推导得出。
设椭圆的中心为点(h,k),椭圆的长轴为2a,短轴为2b,则可得出椭圆的标准方程:(x-h)^2/a^2 +(y-k)^2/b^2 = 1其中,h和k分别是椭圆的中心在x轴和y轴上的坐标,a和b分别是椭圆长轴和短轴的一半。
二、椭圆的性质1. 中心:椭圆的中心即标准方程中的点(h,k),表示椭圆在平面上的位置。
2. 焦点:椭圆上的每个点到两个焦点的距离之和等于定值2a,即椭圆的长轴长度。
焦点是椭圆的重要特点,用于定义椭圆的几何性质。
3. 长轴和短轴:标准方程中a和b分别表示椭圆的长轴和短轴的一半。
长轴是椭圆的最长直径,短轴是椭圆的最短直径。
4. 离心率:椭圆的离心率定义为焦距与长轴之比,通常用e表示。
离心率决定了椭圆的扁平程度,e<1时表示椭圆,e=0时表示圆。
5. 直径:椭圆上的两个端点同时到椭圆内一点的距离相等,则这两个端点和该内点连成的线段叫做该椭圆的直径。
6. 弦:椭圆上任意两点连线和椭圆的直径所围内部的线段叫做椭圆的弦。
7. 准线:椭圆上与两个焦点连线垂直的直线,与椭圆的侧弦相切。
8. 焦散性:入射到椭圆的平行光线在反射后会汇聚到另一个焦点上,这是椭圆焦散性的一个重要表现。
三、椭圆的应用椭圆作为一种常见的数学曲线,在现实生活中有广泛的应用。
以下是一些椭圆应用的例子:1. 天体运动:行星围绕太阳的轨迹、人造卫星轨道等可以近似看作椭圆。
2. 光学器件:抛物面镜、椭圆面镜等。
3. 固定时间下的最短路径问题。
4. 卫星通信:卫星的定位和通信领域中使用椭圆轨道。
4. 造船工业:船体的椭圆剖面设计,可以减少水的阻力。
5. 圆锥曲线中的一类,在几何光学中,椭球曲面可以聚焦光线。
总结:本文介绍了椭圆的标准方程及其性质。
椭圆作为一种重要的数学曲线,其在几何和物理学中有着广泛的应用。
椭圆的标准公式椭圆是平面上到两个定点F1和F2的距离之和等于常数2a的点P的轨迹。
在直角坐标系中,椭圆的标准方程为:\[\frac{x^2}{a^2} + \frac{y^2}{b^2} = 1\]其中a和b分别为椭圆的长半轴和短半轴,且a>b。
椭圆的标准方程是椭圆的一种基本形式,通过对标准方程的分析,我们可以得到椭圆的各种性质和特征。
接下来,我们将详细介绍椭圆的标准公式及其相关性质。
首先,我们来看一下椭圆标准方程中各个参数的含义。
在椭圆的标准方程中,a代表椭圆的长半轴,b代表椭圆的短半轴。
长半轴和短半轴的长度决定了椭圆的形状,长半轴越大,椭圆越“扁”,短半轴越小,椭圆越“尖”。
椭圆的标准方程中,分母中较大的那个数决定了椭圆的长半轴,而分母中较小的那个数决定了椭圆的短半轴。
因此,我们可以通过标准方程的形式直观地看出椭圆的长短轴方向,从而对椭圆的形状有一个直观的认识。
椭圆的标准方程还可以告诉我们椭圆的离心率。
椭圆的离心率e定义为焦点到准线的距离与焦点到椭圆上任意一点的距离之比。
而椭圆的标准方程中分母中较大的那个数与分母中较小的那个数之间的比值就是椭圆的离心率的平方。
因此,通过标准方程,我们可以直接得到椭圆的离心率,从而进一步了解椭圆的形状特征。
除此之外,椭圆的标准方程还可以告诉我们椭圆的焦点位置。
在椭圆的标准方程中,我们可以通过分母中的平方数来确定椭圆的焦点位置。
如果椭圆的标准方程为\[\frac{x^2}{a^2} +\frac{y^2}{b^2} = 1\],那么椭圆的焦点位置就是\[(\pm\sqrt{a^2 b^2}, 0)\]。
通过这个公式,我们可以直接得到椭圆的焦点位置,从而进一步研究椭圆的性质。
综上所述,椭圆的标准方程是研究椭圆性质的重要工具,通过标准方程,我们可以直观地了解椭圆的形状特征,得到椭圆的离心率、焦点位置等重要信息。
因此,掌握椭圆的标准方程及其相关性质对于深入理解椭圆的性质具有重要意义。
初中椭圆方程知识点总结椭圆是平面上一个固定点F到平面上任意一点P的距离之和等于常数2a的轨迹。
椭圆的方程可以用于描述椭圆的形状和位置。
在初中数学课程中,学生通常会学习如何识别和使用椭圆方程。
本文将总结初中阶段涉及的椭圆方程的知识点。
一、椭圆的定义在讨论椭圆的方程之前,我们首先来了解一下椭圆的定义。
椭圆是平面上一个固定点F到平面上任意一点P的距离之和等于常数2a的轨迹。
这个固定点F叫做焦点,称为F1和F2。
椭圆上任意一点P到两个焦点的距离之和是常数2a。
二、椭圆的标准方程椭圆的标准方程可以写成(x-h)²/a² + (y-k)²/b² = 1,其中(h, k)是椭圆的中心坐标,a和b分别是x轴和y轴上的半径。
当椭圆的中心在原点时,标准方程变为x²/a² + y²/b² = 1。
三、椭圆的参数方程椭圆还可以用参数方程表示:x = h + a*cos(θ),y = k + b*sin(θ)。
这里θ是参数,通常取值在[0,2π]之间。
使用参数方程可以方便地描述椭圆上的点,但在初中阶段,学生一般不需要深入研究参数方程。
四、椭圆的一般方程椭圆的一般方程可以写成Ax² + By² + Cx + Dy + E = 0,其中A、B、C、D、E都是常数。
一般方程描述了椭圆的所有可能形状和方位,但通常需要将一般方程转化为标准方程才能进行具体的计算和分析。
五、椭圆的性质对于初中生而言,了解椭圆的一些基本性质是很重要的。
例如,椭圆的离心率e满足0 <e < 1,椭圆的长轴长度是2a,短轴长度是2b,焦点到中心的距离是c,有关椭圆的这些性质可以帮助学生理解椭圆方程的意义和应用。
六、椭圆的图像学生需要掌握如何根据椭圆的方程画出椭圆的图像。
对于标准方程x²/a²+ y²/b²= 1而言,椭圆的图像在x轴和y轴上分别展开a个单位和b个单位。
椭圆及标准方程椭圆是平面上到两个定点F1和F2的距离之和等于常数2a的点P的轨迹。
F1和F2称为椭圆的焦点,2a称为椭圆的长轴。
椭圆的标准方程为:\(\frac{x^2}{a^2} + \frac{y^2}{b^2} = 1\)。
其中a为长轴的一半,b为短轴的一半。
在椭圆的标准方程中,a和b的大小决定了椭圆的形状,当a>b时,椭圆的长轴水平;当a<b时,椭圆的长轴垂直。
椭圆的离心率e定义为焦距与长轴的比值,即e=\(\frac{c}{a}\),其中c为焦距之一。
离心率决定了椭圆的形状,当e=0时,椭圆退化为圆;当0<e<1时,椭圆是一个扁平的椭圆;当e=1时,椭圆是一个狭长的椭圆;当e>1时,椭圆不存在,退化为双曲线。
根据椭圆的标准方程,我们可以得到椭圆的一些重要性质。
首先,椭圆的中心在原点O(0,0),长轴与x轴平行,短轴与y轴平行。
其次,椭圆的焦点坐标为F1(-c,0)和F2(c,0),其中c=\(\sqrt{a^2-b^2}\)。
最后,椭圆的顶点坐标为A(a,0)和B(-a,0),其中a为长轴的一半。
除了标准方程外,椭圆还可以有其他形式的方程。
例如,椭圆的参数方程为:\(\begin{cases} x = a \cos t \\ y = b \sin t \end{cases}\)。
其中t为参数,a和b同样为长轴和短轴的一半。
利用参数方程,我们可以更加灵活地描述椭圆上的点的运动规律。
另外,椭圆还可以通过矩形方程来表示,即:\( \frac{(x-h)^2}{a^2} + \frac{(y-k)^2}{b^2} = 1 \)。
其中(h,k)为椭圆的中心坐标。
通过矩形方程,我们可以方便地得到椭圆的中心和长短轴的信息。
总之,椭圆是一种重要的几何图形,具有许多独特的性质和形式。
通过标准方程、参数方程和矩形方程,我们可以更加深入地理解和描述椭圆的形状和特点。
对于数学和物理学的学习和应用都有着重要的意义。
椭圆的性质与方程椭圆是一种几何图形,它有着独特的性质和方程。
本文将探讨椭圆的定义、性质以及其对应的方程。
一、椭圆的定义和性质椭圆是指平面上到两个定点的距离之和等于常数的点的集合。
这两个定点称为焦点,它们之间的距离称为焦距,而常数称为椭圆的半短轴,用字母b表示。
与焦点和半短轴相关的数学性质包括:1. 椭圆的长轴为两个焦点之间的距离,用字母2a表示。
则椭圆的离心率e的计算公式为e = c/a,其中c为焦距。
2. 椭圆的离心率e小于1,且大于0。
这意味着椭圆是一个有限的闭合曲线,焦点不在其内部。
3. 椭圆的两个焦点和两个顶点在同一直线上,且椭圆具有对称性,即关于长轴和短轴均具有对称性。
4. 椭圆的形状由半长轴a和半短轴b的比值所决定,这个比值称为椭圆的离心率。
离心率越接近于零,椭圆的形状越接近于圆。
二、椭圆的方程椭圆的方程可以通过几种不同的形式来表示,其中最常见的是标准方程和一般方程。
1. 标准方程标准方程是指椭圆的焦点在坐标系的原点上的方程。
标准方程的一般形式为x^2/a^2 + y^2/b^2 = 1。
其中a是半长轴的长度,b是半短轴的长度。
2. 一般方程一般方程是指椭圆的焦点不在原点上的方程。
一般方程的一般形式为(x-h)^2/a^2 + (y-k)^2/b^2 = 1。
其中(h,k)为焦点的坐标。
三、椭圆的应用椭圆在现实生活中有着广泛的应用。
以下列举了一些椭圆的应用场景:1. 天体轨道:行星、卫星等天体的轨道可以用椭圆来描述。
2. 镜面反射:椭圆形镜面可以将光线聚焦到一个焦点上,因此椭圆在望远镜、抛物线反射镜等光学设备中得到应用。
3. 运动轨迹:许多物体的运动轨迹都可以近似看作是椭圆形,例如行走的人、运动的车辆等。
4. 地理测量:人工建造的运动场地、奥运会场馆等往往使用椭圆形,在地理测量中定位和测量也会用到椭圆。
结论椭圆具有独特的性质和方程,通过焦点和半轴的定义可以描述椭圆的形状和大小。
椭圆的方程有标准方程和一般方程两种形式,我们可以根据实际情况选择适合的形式。
一.椭圆曲线的介绍1.域k(特征0)上的椭圆曲线可看成由下面方程的解全体再加上一个无穷远点:y2=x3+ax+b,(x,y)∈k2,a,b为k中常数,并且右边判别式Δ=−16(4a3+27b2)不等于0(即为了光滑性要求无重根)。
其上的点可以自然地有一个群结构(实数域为例,图自wiki):具体说来,取曲线上两个点P,Q,连接P,Q的直线与曲线第三个交点(其存在是因为一元三次方程有两个解在k中,那么由韦达定理第三个也在k中)记为R。
不难看出曲线y2=x3+ax+b,(x,y)∈k2关于x轴对称,R 的对称点就记为P+Q。
这样粗糙的讨论可能会有问题,因为可能会出现图中2,3,4的情况,2的情况把Q看成2重点即可,而3的情况迫使我们引入无穷远点0,规定此时和为0,而如果P,Q重合,那么我们就取切线。
定义保证如下性质:随便取一条直线,其与曲线交于三个点P,Q,R(可能有无穷远点,也可能两个点重合),那么P+Q+R=0.这个定义是“对称”的,可具体写出P+Q的表达式(利用韦达定理):P,Q不重合时:P,Q重合时:总之在椭圆曲线上有一个交换群结构,因此我们可以从y2=x3+ax+b,(x,y)∈k2的一个有理解生成新的有理解,从而得到许多有理解。
椭圆曲线在复数域的图像可以看成复平面模掉一格C/Λ,也就是一个环面:Q上图像可直观想象是实数域的椭圆曲线上的有理点:(图自《数论1 FERMAT的梦想和类域-加藤和也》)而Qp等非阿局部域及Z/pZ等有限域的情况没有很好的几何图像(当然有限域的平面是有限个点,此时椭圆曲线就是一堆点)。
此时不妨就把它看成代数几何意义上的一条曲线。
为了理解为什么椭圆曲线定义成y^2=三次多项式,我们简单讨论一番。
上面已经说过,我们希望找一些好的f,使得f=0即解全体带群结构。
而这个群结构的产生巧就巧在定义一个乘法,是把两个东西运算得到一个新东西,总共涉及3个object,而三次方程恰好有三个根,并且两个根加上方程系数完全可以求出第三个根。
椭圆的标准方程及其几何性质1. 椭圆定义:(1)第一定义:平面内与两个定点21F F 、的距离之和为常数|)|2(222F F a a >的动点P 的轨迹叫椭圆,其中两个定点21F F 、叫椭圆的焦点.当21212F F a PF PF >=+时, P 的轨迹为椭圆 ; ; 当21212F F a PF PF <=+时, P 的轨迹不存在;当21212F F a PF PF ==+时, P 的轨迹为 以21F F 、为端点的线段(2)椭圆的第二定义:平面内到定点F 与定直线l (定点F 不在定直线l 上)的距离之比是常数e (10<<e )的点的轨迹为椭圆(利用第二定义,可以实现椭圆上的动点到焦点的距离与到相应准线的距离相互转化).2.椭圆的方程与几何性质:3.点),(00y x P 与椭圆)0(12222>>=+b a by a x 的位置关系:当12222>+b y a x 时,点P 在椭圆外; 当12222>+b y a x 时,点P 在椭圆内; 当12222=+by a x 时,点P 在椭圆上;4.直线与椭圆的位置关系直线与椭圆相交0>∆⇔;直线与椭圆相切0=∆⇔;直线与椭圆相离0<∆⇔ 例题分析:题1写出适合下列条件的椭圆的标准方程:⑴两个焦点坐标分别是(-4,0)、(4,0),椭圆上一点P 到两焦点的距离 之和等于10;⑵两个焦点坐标分别是(0,-2)和(0,2)且过(23-,25) (3)两个焦点坐标分别是(-3,0),(3,0),椭圆经过点(5,0).(4)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. (5)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.解:(1)因为椭圆的焦点在x 轴上,所以设它的标准方程为12222=+by a x )0(>>b a9454,582,10222222=-=-=∴==∴==c a b c a c a所以所求椭圆标准方程为92522=+y x ⑵ 因为椭圆的焦点在y 轴上,所以设它的标准方程为12222=+b x a y )0(>>b a 由椭圆的定义知,22)225()23(2++-=a +22)225()23(-+-10211023+=102=10=∴a 又2=c6410222=-=-=∴c a b 所以所求标准方程为61022=+x y 另法:∵ 42222-=-=a c a b∴可设所求方程142222=-+a x a y ,后将点(23-,25)的坐标代入可求出a ,从而求出椭圆方程(3)∵椭圆的焦点在x 轴上,所以设它的标准方程为:)0(12222>>=+b a by a x∵100)35(0)35(222=+-+++=a ,2c =6.∴3,5==c a∴163522222=-=-=c a b∴所求椭圆的方程为:1162522=+y x . (4)∵椭圆的焦点在y 轴上,所以设它的标准方程为)0(12222>>=+b a b x a y . ∴.144222=-=c a b∴所求椭圆方程为:114416922=+x y (5)∵椭圆的焦点在y 轴上,所以可设它的标准方程为:)0(12222>>=+b a bx a y ∵P(0,-10)在椭圆上,∴a =10. 又∵P 到它较近的一焦点的距离等于2,∴-c -(-10)=2,故c =8. ∴36222=-=c a b .∴所求椭圆的标准方程是13610022=+x y . 题2。
【专题七】椭圆标准方程及其性质知识点大全(一)椭圆的定义及椭圆的标准方程:●椭圆定义:平面内一个动点P 到两个定点1F 、2F 的距离之和等于常数)2(2121F F a PF PF >=+ , 这个动点P 的轨迹叫椭圆.这两个定点叫椭圆的焦点,两焦点的距离叫作椭圆的焦距. 注意:①若)(2121F F PF PF =+,则动点P 的轨迹为线段21F F ; ②若)(2121F F PF PF <+,则动点P 的轨迹无图形(二)椭圆的简单几何性:●标准方程是指中心在原点,坐标轴为对称轴的标准位置的椭圆方程。
标准方程12222=+b y a x )0(>>b a 12222=+b x a y )0(>>b a 图形性质焦点 )0,(1c F -,)0,(2c F ),0(1c F -,),0(2c F焦距 c F F 221= c F F 221= 范围a x ≤,b y ≤b x ≤,a y ≤对称性 关于x 轴、y 轴和原点对称顶点 )0,(a ±,),0(b ± ),0(a ±,)0,(b ±轴长长轴长12A A ,12A A =a 2,短轴长12B B ,12B B =b 2离心率①(01)c e e a =<< ,②21()b e a=-③222b a c -=(离心率越大,椭圆越扁)【说明】:1.方程中的两个参数a 与b ,确定椭圆的形状和大小,是椭圆的定型条件,焦点F 1,F 2的位置,是椭圆的定位条件,它决定椭圆标准方程的类型,常数a ,b ,c 都大于零,其中a 最大且a 2=b 2+c 2.2. 方程22Ax By C +=表示椭圆的充要条件是:ABC ≠0,且A ,B ,C 同号,A≠B 。
A >B 时,焦点在y 轴上,A <B 时,焦点在x 轴上。
(三)焦点三角形的面积公式:122tan2PF F S b θ∆=如图:●椭圆标准方程为:12222=+by a x )0(>>b a ,椭圆焦点三角形:设P 为椭圆上任意一点,12,F F 为焦点且∠12F PF θ=,则△12F PF 为焦点三角形,其面积为122tan2PF F S b θ∆=。
椭圆的性质及其用法⑴椭圆的标准方程:22221(0)x y a b a b+=>> 焦点为12(,0),(,0)F c F c -。
焦点为12(0,),(0,)F c F c -的椭圆的方程:22221y x a b+=(0)a b >> 122PF PF a +=。
以上两种方程都叫做椭圆的标准方程(其中222b ac =-)。
例:已知一个贮油罐横截面的轮廓线是一个椭圆,它的焦距为2.4m ,外轮廓线上的点到两个焦点距离的和为3m ,求这个椭圆的标准方程。
解:以两焦点12,F F 所在直线为x 轴,线段12,F F 的垂直平分线为y 轴,建立直角坐标系xOy ,则这个椭圆的标准方程为: 22221(0)x y a b a b+=>> 根据题意23a =,2 2.4c =即: 1.5a =, 1.2c =∴222221.5 1.20.81b a c =-=-=因此,这个椭圆的标准方程: 2212.250.81x y +=。
⑵椭圆的几何性质:①范围: 由方程22221x y a b+=可知,椭圆上任意一点的坐标(,)x y 都满足222211x y a b =-≤ 即:22x a ≤∴a x a -≤≤ b y b -≤≤②对称性:椭圆是关于x 轴、y 轴和原点都对称的图形,坐标轴是椭圆的对称轴,原点是椭圆的对称中心,椭圆的对称中心叫做椭圆的中心。
③顶点:在椭圆的标准方程中,令0x =,得y b =±,这说明点12(0,),(0,)B b B b -是椭圆与y 轴的两个交点;点12(,0),(,0)A a A a -是椭圆与x 轴的两个交点。
这四个点是对称轴与椭圆的交点,称为椭圆的顶点。
线段1212,,,A A B B 分别叫做椭圆的长轴和短轴,它们的长分别等于2a 和2b 。
④离心率: 焦距与长轴长的比c a叫做椭圆的离心率,记为(0,1)e ∈。
当c a 越接近于0时,椭圆越接近于圆;当c a 越接近于1时,椭圆越扁,随着c a 的增大,椭圆越来越扁。
椭圆知识点总结【椭圆】一、椭圆的定义 1、椭圆的第一定义:平面内一个动点到两个定点、的距离之和等于常数,这个动点的轨迹叫椭圆。
这两个定点叫椭圆的焦点,两焦点的距离叫作椭圆的焦距。
注意:若,则动点的轨迹为线段;若,则动点的轨迹无图形。
二、椭圆的方程 1、椭圆的标准方程(端点为a、b,焦点为c)(1)当焦点在轴上时,椭圆的标准方程:,其中;(2)当焦点在轴上时,椭圆的标准方程:,其中;2、两种标准方程可用一般形式表示:或者 mx2+ny2=1 三、椭圆的性质(以为例) 1、对称性:对于椭圆标准方程:是以轴、轴为对称轴的轴对称图形;并且是以原点为对称中心的中心对称图形,这个对称中心称为椭圆的中心。
2、范围:椭圆上所有的点都位于直线和所围成的矩形内,所以椭圆上点的坐标满足,。
3、顶点:①椭圆的对称轴与椭圆的交点称为椭圆的顶点。
②椭圆与坐标轴的四个交点即为椭圆的四个顶点,坐标分别为,,,。
③线段,分别叫做椭圆的长轴和短轴,,。
和分别叫做椭圆的长半轴长和短半轴长。
4、离心率:① 椭圆的焦距与长轴长度的比叫做椭圆的离心率,用表示,记作。
② 因为,所以的取值范围是。
越接近1,则就越接近,从而越小,因此椭圆越扁;反之,越接近于0,就越接近0,从而越接近于,这时椭圆就越接近于圆。
当且仅当时,,这时两个焦点重合,图形变为圆,方程为。
③ 离心率的大小只与椭圆本身的形状有关,与其所处的位置无关。
注意:椭圆的图像中线段的几何特征(如下图):5、椭圆的第二定义:平面内与一个定点(焦点)和一条定直线(准线)的距离的比为常数e,(0<e<1)的点的轨迹为椭圆()。
即:到焦点的距离与到准线的距离的比为离心率的点所构成的图形,也即上图中有。
①焦点在x轴上:(a>b>0)准线方程:②焦点在y轴上:(a>b>0)准线方程:6、椭圆的内外部(1)点在椭圆的内部(2)点在椭圆的外部四、椭圆的两个标准方程的区别和联系标准方程图形性质焦点,,焦距范围,,对称性关于轴、轴和原点对称顶点,,轴长长轴长=,短轴长= 离心率准线方程焦半径,,五、其他结论 1、若在椭圆上,则过的椭圆的切线方程是2、若在椭圆外,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3、椭圆 (a>b>0)的左右焦点分别为F1,F 2,点P为椭圆上任意一点,则椭圆的焦点角形的面积为4、椭圆(a>b>0)的焦半径公式:,( , )5、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。
椭圆标准方程及其性质(一)椭圆的定义及椭圆的标准方程:椭圆定义:平面内一个动点P 到两个定点1F 、2F 的距离之和等于常数)2(2121F F a PF PF >=+ , 这个动点P 的轨迹叫椭圆.这两个定点叫椭圆的焦点,两焦点的距离叫作椭圆的焦距.注意:①若)(2121F F PF PF =+,则动点P 的轨迹为线段21F F ; ②若)(2121F F PF PF <+,则动点P 的轨迹无图形(二)椭圆的简单几何性:●标准方程是指中心在原点,坐标轴为对称轴的标准位置的椭圆方程。
标准方程12222=+b y a x )0(>>b a 12222=+bx a y )0(>>b a 图形性质焦点 )0,(1c F -,)0,(2c F ),0(1c F -,),0(2c F焦距 c F F 221= c F F 221= 范围 a x ≤,b y ≤b x ≤,a y ≤对称性 关于x 轴、y 轴和原点对称顶点 )0,(a ±,),0(b ± ),0(a ±,)0,(b ±轴长长轴长12A A ,12A A =a 2,短轴长12B B ,12B B =b 2 离心率①(01)ce e a =<< ,②21()b e a=-③222b a c -=(离心率越大,椭圆越扁)【说明】:1.方程中的两个参数a 与b ,确定椭圆的形状和大小,是椭圆的定型条件,焦点F 1,F 2的位置,是椭圆的定位条件,它决定椭圆标准方程的类型,常数a ,b ,c 都大于零,其中a 最大且a 2=b 2+c 2.2. 方程22Ax By C +=表示椭圆的充要条件是:ABC ≠0,且A ,B ,C 同号,A≠B 。
A >B 时,焦点在y 轴上,A <B 时,焦点在x 轴上。
(三)焦点三角形的面积公式:122tan2PF F S b θ∆=如图:●椭圆标准方程为:12222=+by a x )0(>>b a ,椭圆焦点三角形:设P 为椭圆上任意一点,12,F F 为焦点且∠12F PF θ=,则△12F PF 为焦点三角形,其面积为122tan2PF F S b θ∆=。
椭圆的标准方程与性质教学目标:1 了解椭圆的实际背景,了解椭圆在刻画现实世界和解决实际问题中的作用;2 掌握椭圆的定义、几何图形、标准方程及简单几何性质.高考相关点:在高考中所占分数:13分考查出题方式:解答题的形式,而且考查方式很固定,涉及到的知识点有:求曲线方程,弦长,面积,对称关系,围问题,存在性问题。
涉及到的基础知识1.引入椭圆的定义在平面与两定点F1,F2的距离的和等于常数(大于|F1F2|=2c)的点的轨迹叫做椭圆.这两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:有以下3种情况(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题型总结类型一椭圆的定义及其应用例1:如图所示,一圆形纸片的圆心为O,F是圆一定点,M是圆周上一动点,把纸片折叠使M与F重合,然后抹平纸片,折痕为CD,设CD与OM交于点P,则点P的轨迹是( )A .椭圆B .双曲线C .抛物线D .圆【解析】根据CD 是线段MF 的垂直平分线.可推断出,进而可以知道结果为定值,进而根据椭圆的定义推断出点P 的轨迹 【答案】根据题意知,CD 是线段MF 的垂直平分线.,(定值),又显然,根据椭圆的定义可推断出点P 轨迹是以F 、O 两点为焦点的椭圆.所以A 选项是正确的练习1:已知F 1,F 2是椭圆C :22221x y a b+=(a >b >0)的两个焦点,P 为椭圆C 上的一点,且PF →1⊥2PF ,若△PF 1F 2的面积为9,则b =________. 【解析】由题意的面积∴故答案为:【答案】3练习2:已知F 1,F 2是椭圆x 216+y 29=1的两焦点,过点F2的直线交椭圆于A ,B 两点,在△AF 1B 中,若有两边之和是10,则第三边的长度为( )A .6B .5C .4D .3【解析】由椭圆方程知,椭圆的长轴,则周长为16,故第三边长为6.所以正确答案为A. 【答案】A类型二 求椭圆的标准方程例2:在平面直角坐标系xOy 中,椭圆C 的中心为原点,焦点F 1,F 2在x 轴上,离心率为22.过F 1的直线l 交C 于A ,B 两点,且△ABF 2的周长为16,那么椭圆C 的方程为________.【解析】设椭圆方程为x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0),由e =22,知c a =22,故b 2a 2=12.由于△ABF 2的周长为|AB |+|BF 2|+|AF 2|=|AF 1|+|AF 2|+|BF 1|+|BF 2|=4a =16,故a =4.∴b 2=8,∴椭圆C 的方程为x 216+y 28=1. 【答案】x 216+y 28=1 练习1:设F 1,F 2分别是椭圆E :x 2+y2b2=1(0<b <1)的左、右焦点,过点F 1的直线交椭圆E 于A ,B 两点.若|AF 1|=3|F 1B |,AF 2⊥x 轴,则椭圆E 的方程为________.【答案】x 2+3y 2/2=1类型三 椭圆的几何性质例3:如图,在平面直角坐标系xOy 中,A 1,A 2,B 1,B 2为椭圆()222210x y a b a b+=>>的四个顶点,F 为其右焦点,直线A 1B 2与直线B1F 相交于点T ,线段OT 与椭圆的交点M 恰为线段OT 的中点,则该椭圆的离心率为________.【解析】直线A 1B 2的方程为x -a +y b =1,直线B1F 的方程为x c +y-b=1,二者联立,得T(2ac a -c ,b (a +c )a -c),则M(aca-c,b(a+c)2(a-c))在椭圆x2a2+y2b2=1(a>b>0)上,∴2222()1 ()4()c a ca c a c++=--,c2+10ac-3a2=0,e2+10e-3=0,解得e=27-5. 【答案】27-5练习1:已知A、B是椭圆x2a2+y2b2=1(a>b>0)和双曲线x2a2-y2b2=1(a>0,b>0)的公共顶点.P是双曲线上的动点,M是椭圆上的动点(P、M都异于A、B),且满足AP→+BP→=λ(AM→+BM→),其中λ∈R,设直线AP、BP、AM、BM的斜率分别记为k1、k2、k3、k4,k1+k2=5,则k3+k4=________.【解析】设出点P、M的坐标,代入双曲线和椭圆的方程,再利用已知满足及其斜率的计算公式即可求出.【答案】∵A,B是椭圆和双曲线的公共顶点,∴(不妨设)A(-a,0),B(a,0).设P(x1,y1),M(x2,y2),∵,其中λ∈R,∴(x1+a,y1)+(x1-a,y1)=λ[(x2+a,y2)+(x2-a,y2)],化为x1y2=x2y1.∵P、M都异于A、B,∴y1≠0,y2≠0.∴.由k1+k2==5,化为,(*)又∵,∴,代入(*)化为.k3+k4==,又,∴,∴k3+k4===-5.故答案为-5.类型四直线与椭圆的位置关系例4:(2014·卷)已知椭圆C:x2a2+y2b2=1(a>b>0)的左焦点为F(-2,0),离心率为6 3.(1)求椭圆C的标准方程;(2)设O为坐标原点,T为直线x=-3上一点,过F作TF的垂线交椭圆于P,Q.当四边形OPTQ是平行四边形时,求四边形OPTQ的面积.【解析】(1)根据已知条件求得和的值,于是可得的值,即得到椭圆的标准方程;(2)设出点坐标和直线和的方程,将其与椭圆方程联立,根据韦达定理得到根与系数的关系,根据边角关系得到平行四边形底边的长和对应的高,代入面积的表达式即可得到结论。
【答案】(1)由已知可得,,,所以。
又由,解得,所以椭圆的标准方程是。
(2)设点的坐标为,则直线的斜率。
当时,直线的斜率,直线的方程是。
当时,直线的方程是,也符合的形式。
设,,将直线的方程与椭圆的方程联立,得。
消去,得。
其判别式,所以,,。
因为四边形是平行四边形,所以,即。
所以,解得。
此时,四边形的面积。
练习1:(2014·卷)已知椭圆x2a2+y2b2=1(a>b>0)经过点(0,3),离心率为12,左、右焦点分别为F1(-c,0),F2(c,0).(1)求椭圆的方程;(2)若直线l:y=-12x+m与椭圆交于A,B两点,与以F1F2为直径的圆交于C,D两点,且满足|AB||CD|=534,求直线l的方程.【解析】(1)根据椭圆上的一点和离心率建立方程,求出椭圆方程中的参数。
(2)根据圆心到直线的距离求出的长度,建立直线和椭圆的方程组求出的长度,根据和的关系求出。
【答案】由题设知解得,,,所以椭圆的方程为。
(2)由题设,以为直径的圆的方程为,所以圆心到直线的距离,由得。
所以。
设,,由得。
由求根公式可得,。
所以,由得,解得,满足。
所以直线的方程为或。
类型五圆锥曲线上点的对称问题例5:椭圆E经过点A(2,3),对称轴为坐标轴,焦点F1,F2在x轴上,离心率e=12,其中∠F1AF2的平分线所在的直线l的方程为y=2x-1.(1)求椭圆E的方程;(2)在椭圆上是否存在关于直线l对称的相异两点?若存在,请找出;若不存在,说明理由【解析】(1)由定义法代入即可得答案。
(2)假设存在直线,先设出直线方程代入,与椭圆方程联立后得到矛盾,即可。
【答案】(1)设椭圆E的方程为+=1,由e=,即=,a=2c,得b2=a2-c2=3c2.∴椭圆方程具有形式+=1.将A(2,3) 代入上式, 得+=1,解得c=2,∴椭圆E的方程为+=1.(2)解法一:假设存在这样的两个不同的点B(x1,y1)和C(x2,y2),∵BC⊥l,∴k BC==-.设BC的中点为M(x0,y0),则x0=,y0=,由于M在l上, 故2x0-y0-1=0.①又B,C在椭圆上,所以有+=1与+=1.两式相减,得+=0,即+=0.将该式写为·+··=0, 并将直线BC的斜率kBC和线段BC 的中点表示代入该表达式中,得x0-y0=0,即3x0-2y0=0.②①×2-②得x0=2,y0=3,即BC的中点为点A, 而这是不可能的.∴不存在满足题设条件的点B和C.解法二:假设存在B(x1,y1),C(x2,y2)两点关于直线l对称,则l⊥BC,∴k BC=-.设直线BC的方程为y=-x+m,将其代入椭圆方程+=1, 得一元二次方程3x2+4=48,即x2-mx+m2-12=0.则x1与x2是该方程的两个根.由韦达定理得x1+x2=m,于是y 1+y 2=-(x 1+x 2)+2m=, ∴B,C 的中点坐标为.又线段BC 的中点在直线y=2x -1上, ∴=m -1,得m=4.即B,C 的中点坐标为(2,3),与点A 重合,矛盾. ∴不存在满足题设条件的相异两点.练习1:(2014·)如图,正方形ABCD 和正方形DEFG 的边长分别为a ,b(a<b),原点O 为AD 的中点,抛物线y 2=2px(p>0)经过C ,F 两点,则ba=________.【解析】由题可得C(,2a a -),F(,2a b b +),因为C,F 在抛物线上,代入抛物线可得1ba=+,1。
1下一讲讲解围,面积类型的题。
随堂检测1.(2015年高考卷)已知椭圆的右焦点为.短轴的一个端点为,直线交椭圆于两点.若,点到直线的距离不小于,则椭圆的离心率的取值围是( ) A . B .C .D .2222:1(0)x y E a b a b+=>>F M :340l x y -=E ,A B 4AF BF +=M l45E 3(0,]43[,1)4【答案】A2.已知椭圆E :x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0)的右焦点为F (3,0),过点F 的直线交椭圆于A ,B 两点.若AB 的中点坐标为(1,-1),则E 的方程为________.【答案】x 218+y 29=13.椭圆T :x 2a 2+y 2b2=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T 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________.【答案】3-14.已知双曲线x 2-y 23=1的左顶点为A 1,右焦点为F 2,P 为双曲线右支上一点,则PA 1→·PF 2→的最小值为__________【答案】-25.(2014·测试与评估)已知椭圆x 2a 2+y 2b 2=1的左顶点为A ,左焦点为F ,点P 为该椭圆上任意一点;若该椭圆的上顶点到焦点的距离为2,离心率e =12,则AP →·FP →的取值围是________.【答案】[0,12]6.已知椭圆C 1:x 2a 2+y 2b2=1(a >b >0)的右焦点为F ,上顶点为A ,P 为C 1上任一点,MN是圆C 2:x 2+(y -3)2=1的一条直径,与AF 平行且在y 轴上的截距为3-2的直线l 恰好与圆C 2相切.(1)求椭圆C 1的离心率;(2)若PM →·PN →的最大值为49,求椭圆C 1的方程. 【答案】(1)由题意可知直线l 的方程为bx +cy -(3-)c =0,因为直线l 与圆C 2:x 2+(y -3)2=1相切,所以d ==1,即a 2=2c 2,从而e =.(2)设P(x ,y),圆C 2的圆心记为C 2,则+=1(c>0),又·=(+)·(+)=-=x 2+(y -3)2-1=-(y +3)2+2c 2+17(-c ≤y ≤c). ①当c ≥3时,(·)max =17+2c 2=49,解得c =4,此时椭圆方程为+=1;②当0<c<3<时,(·)max =-(-c +3)2+17+2c 2=49,解得c =±5-3但c =-5-3<0,且c =5-3>3,故舍去.综上所述,椭圆C 1的方程为+=1.课下作业基础巩固1.以椭圆两焦点为直径端点的圆,交椭圆于四个不同点,顺次连结这四个点和两个焦点,恰好围成一个正六边形,那么这个椭圆的离心率等于( )A. B. C.- D.-1【答案】C2.设F 1、F 2为椭圆的两个焦点,椭圆上有一点P 与这两个焦点成90度的角,且∠PF 1F 2>PF 2F 1,若椭圆离心率为,则∠PF 1F 2:∠PF 2F 1为( ) A .1:5B .1:3C .1:2D .1:1【答案】A 3.设F 1,F 2分别是椭圆2212516x y +=的左、右焦点,P 为椭圆上一点,M 是F1P 的中点,|OM|=3,则P 点到椭圆左焦点的距离为( )A .4B .3C .2D .5【答案】A 4.已知椭圆221102x y m m +=--的焦距为4,则m 等于( ) A .4 B .8 C .4或8 D .以上均不对【答案】C5.与圆C 1:(x +3)2+y 2=1外切,且与圆C 2:(x -3)2+y 2=81切的动圆圆心P 的轨迹方程为________.【答案】2212516x y += 6.若椭圆()222210x y a b a b+=>>与双曲线22221x y a b -=的离心率分别为e 1,e 2,则e 1e 2的取值围为________.【答案】(0,1)367.已知双曲线C 与椭圆2211612x y +=有共同的焦点F 1,F 2,且离心率互为倒数.若双曲线右支上一点P 到右焦点F 2的距离为4,则PF 2的中点M 到坐标原点O 的距离等于________.【答案】38.已知椭圆C :22194x y +=,点M 与C 的焦点不重合.若M 关于C 的焦点的对称点分别为A ,B ,线段MN 的中点在C 上,则|AN|+|BN|=______.【答案】12能力提升9.(2014·卷)设P ,Q 分别为圆x 2+(y -6)2=2和椭圆x 210+y 2=1上的点,则P ,Q 两点间的最大距离是( )A .5 2 B.46+ 2 C .7+ 2 D .6 2 【答案】D 10.(2015年高考卷)已知抛物线的焦点F 也是椭圆 的一个焦点,与的公共弦长为,过点F 的直线与相交于两点,与相交于两点,且与同向.求的方程;【答案】 21:4C x y =22222:1y x C a b +=(0)a b >>1C 2C l 1C ,A B 2C ,CD AC BD 2C 22198y x +=。