高三数学椭圆几何性质
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数学知识点:椭圆的性质(顶点、范围、对称性、离心率)_知识点总结
椭圆的焦距与长轴长之比叫做椭圆的离心率。
椭圆的性质:
1、顶点:A(a,0),B(-a,0),C(0,b)和D(0,-b)。
2、轴:对称轴:x轴,y轴;长轴长|AB|=2a,短轴长|CD|=2b,a为长半轴长,b为短半轴长。
3、焦点:F1(-c,0),F2(c,0)。
4、焦距:。
5、离心率:;
离心率对椭圆形状的影响:e越接近1,c就越接近a,从而b就越小,椭圆就越扁;e越接近0,c就越接近0,从而b就越大,椭圆就越圆;
6、椭圆的范围和对称性:(a>b>0)中-a≤x≤a,-b≤y≤b,对称中心是原点,对称轴是坐标轴。
利用椭圆的几何性质解题:
利用椭圆的几何性质可以求离心率及椭圆的标准方程.要熟练掌握将椭圆中的某些线段长用a,b,c表示出来,例如焦点与各顶点所连线段的长,过焦点与长轴垂直的弦长等,这将有利于提高解题能力。
椭圆中求最值的方法:
求最值有两种方法:
(1)利用函数最值的探求方法利用函数最值的探求方法,将其转化为函数的最值问题来处理.此时应充分注意椭圆中x,y的范围,常常是化为闭区间上的二次函数的最值来求解。
(2)数形结合的方法求最值解决解析几何问题要注意数学式子的几何意义,寻找图形中的几何元素、几何量之间的关系.
椭圆中离心率的求法:
在求离心率时关键是从题目条件中找到关于a,b,c的两个方程或从题目中得到的图形中找到a,b,c的关系式,高考物理,从而求离心率或离心率的取值范围.。
⾼中数学椭圆知识点总结椭圆知识点知识点⼀:椭圆的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:若2121F F PF PF =+,则动点P 的轨迹为线段21F F ;若2121F F PF PF <+,则动点P 的轨迹⽆图形. 知识点⼆:椭圆的简单⼏何性质椭圆:12222=+b y a x )0(>>b a 与 12222=+bx a y )0(>>b a 的简单⼏何性质标准⽅程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=a 2,短轴长=b 2 长半轴长=a ,短半轴长=b (注意看清题⽬)离⼼率)10(<<=e ace c a F A F A -==2211;c a F A F A +==1221;c a PF c a +≤≤-1;(p是椭圆上⼀点)(不等式告诉我们椭圆上⼀点到焦点距离的范围)注意:①与坐标系⽆关的椭圆本⾝固有的性质,如:长轴长、短轴长、焦距、离⼼率等;②与坐标系有关的性质,如:顶点坐标、焦点坐标等知识点三:椭圆相关计算1.椭圆标准⽅程中的三个量c,的⼏何意义222cba+=2.通径:过焦点且垂直于长轴的弦,其长ab22焦点弦:椭圆过焦点的弦。
3.最⼤⾓:p是椭圆上⼀点,当p是椭圆的短轴端点时,2 1PFF∠为最⼤⾓。
第52讲椭圆的几何性质一、课程标准1、掌握椭圆的性质,能够正确求出椭圆的性质2、掌握求椭圆的离心率的值以及离心率的范围3、掌握直线与椭圆的位置关系二、基础知识回顾1、椭圆的标准方程和几何性质2、焦半径:椭圆上的点P(x0,y0)与左(下)焦点F1与右(上)焦点F2之间的线段的长度叫做椭圆的焦半径,分别记作r1=|PF1|,r2=|PF2|.(1)x2a2+y2b2=1(a>b>0),r1=a+ex0,r2=a-ex0;(2)y2a2+x2b2=1(a>b>0),r1=a+ey0,r2=a-ey0;(3)焦半径中以长轴为端点的焦半径最大和最小(近日点与远日点).3、焦点三角形:椭圆上的点P(x0,y0)与两焦点构成的△PF1F2叫做焦点三角形,∠F1PF2=θ,△PF1F2的面积为S,则在椭圆x2a2+y2b2=1(a>b>0)中(1)当P为短轴端点时,θ最大.(2)S =12|PF 1||PF 2|·sin θ=b 2tan θ2=c |y 0|,当|y 0|=b 时,即点P 为短轴端点时,S 取最大值,最大值为bc . (3)焦点三角形的周长为2(a +c ).4、.AB 为椭圆x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0)的弦,A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),弦中点M (x 0,y 0),则 (1)弦长l =1+k 2|x 1-x 2|=1+1k 2|y 1-y 2|;(2)直线AB 的斜率k AB =-b 2x 0a 2y 0.5、直线与椭圆的关系将直线方程与椭圆方程联立,消去一个变量得到关于x(或y)的一元二次方程ax 2+bx +c =0(或ay 2+by +c =0).再求一元二次方程的判别式Δ,当: ①Δ>0⇔直线与椭圆相交; ②Δ=0⇔直线与椭圆相切; ③Δ<0⇔直线与椭圆相离.6、设直线l 与椭圆的交点坐标为A(x 1,y 1),B(x 2,y 2),k 为直线l 斜率,则AB =(1+k 2)|x 1-x 2|.三、自主热身、归纳总结1、直线y =kx -k +1(k 为实数)与椭圆x 29+y 24=1的位置关系为( )A . 相交B . 相切C . 相离D . 相交、相切、相离都有可能 【答案】A【解析】 直线y =kx -k +1=k(x -1)+1恒过定点(1,1).∵点(1,1)在椭圆内部,∴直线与椭圆相交.故选A .第2题图2、如图,在平面直角坐标系xOy 中,已知A ,B 1,B 2分别为椭圆C :x 2a 2+y 2b 2=1(a>b>0)的右、下、上顶点,F是椭圆C 的右焦点.若B 2F ⊥AB 1,则椭圆C 的离心率是____. 【答案】5-12【解析】 ∵kB 2F ·kAB 1=-1,-b c ·b a =-1,b 2=ac ,即a 2-c 2=ac ,∴e =ca =5-12.3、中心为原点,一个焦点为F (0,52)的椭圆,截直线y =3x -2所得弦中点的横坐标为12,则该椭圆的方程是____________. 【答案】:x 225+y 275=1【解析】:由题设知c =52,设椭圆方程为x 2a 2-50+y 2a2=1,联立方程⎩⎨⎧x 2a 2-50+y 2a2=1,y =3x -2,消去y ,整理得(10a 2-450)x 2-12(a 2-50)x +4(a 2-50)-a 2(a 2-50)=0,由根与系数的关系得x 1+x 2=12(a 2-50)10a 2-450=1,解得a 2=75,所以椭圆方程为x 225+y 275=1. 4、已知直线y =-x +1与椭圆x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0)相交于A ,B 两点,若椭圆的离心率为22,焦距为2,则线段AB 的长是( )A.223B.423C. 2 D .2【答案】B【解析】由条件知c =1,e =c a =22,所以a =2,b =1,椭圆方程为x 22+y 2=1,联立直线方程与椭圆方程可得交点坐标为(0,1),⎝⎛⎭⎫43,-13,所以|AB |=423. 5、(一题两空)已知点F 1,F 2分别是椭圆x 225+y 29=1的左、右焦点,点P 在此椭圆上,则椭圆离心率为________,△PF 1F 2的周长为________. 【答案】4518【解析】由椭圆方程知a =5,b =3,c =4,所以其离心率e =c a =45.△PF 1F 2的周长为2a +2c =10+8=18.四、例题选讲考点一 椭圆的离心率的值例1 (1)如图,在平面直角坐标系xOy 中,已知椭圆x 2a 2+y 2b2=1(a >b >0)的左顶点为A ,左焦点为F ,第(1)题图上顶点为B ,若∠BAO +∠BFO =90°,则椭圆的离心率是____.(2)已知O 为坐标原点,F 是椭圆C :x 2a 2+y 2b 2=1(a>b>0)的左焦点,A ,B 分别为椭圆C 的左、右顶点.P为椭圆C 上一点,且PF ⊥x 轴.过点A 的直线l 与线段PF 交于点M ,与y 轴交于点E.若直线BM 经过OE 的中点,则C 的离心率为____. 【答案】(1) 5-12 (2)13【解析】 (1)由∠BAO +∠BFO =90°,∠BAO +∠ABO =90°,得∠BFO =∠ABO.又∠AOB =∠AOB ,∴△ABO ∽△BFO ,∴OB OF =AO BO ,即b c =a b,得ac =b 2=a 2-c 2,变形得e 2+e -1=0,解得e =5-12或-5-12(舍),∴椭圆的离心率为5-12. (2)设M(-c ,m),则E(0,am a -c ),OE 的中点为D ,则D(0,am 2(a -c )),又B ,D ,M 三点共线,∴m2(a -c )=m a +c,解得a =3c ,∴e =13.变式1、(1)已知F 1,F 2是椭圆C :x 2a 2+y 2b 2=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.23 B.12 C.13 D.14【答案】 D变式2、(四川省乐山一中2019届质检)设F 是椭圆C :x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0)的一个焦点,P 是椭圆C 上的点,圆x 2+y 2=a 29与线段PF 交于A ,B 两点,若A ,B 三等分线段PF ,则椭圆C 的离心率为( ) A.33B.53C.104D.175 【答案】D【解析】如图,取线段PF 的中点H ,连接OH ,OA .设椭圆另一个焦点为E ,连接PE .∵A ,B 三等分线段PF ,∴H 也是线段AB 的中点,即OH ⊥AB .设|OH |=d ,则|PE |=2d ,|PF |=2a -2d ,|AH |=a -d3.在Rt △OHA 中,|OA |2=|OH |2+|AH |2,解得a =5d . 在Rt △OHF 中,|FH |=45a ,|OH |=a5,|OF |=c . 由|OF |2=|OH |2+|FH |2, 化简得17a 2=25c 2,c a =175. 即椭圆C 的离心率为175.故选D.变式3、焦点在x 轴上的椭圆方程为x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0),短轴的一个端点和两个焦点相连构成一个三角形,该三角形内切圆的半径为b3,则椭圆的离心率为( )A.14B.13C.12D.23 【答案】C【解析】由短轴的一个端点和两个焦点相连构成一个三角形,又由三角形面积公式得12×2c ×b =12(2a +2c )×b3,得a =2c ,即e =c a =12,故选C.变式4、(2017苏北四市一模) 如图,在平面直角坐标系xOy 中,已知A ,B 1,B 2分别为椭圆C :x 2a 2+y 2b 2=1(a>b >0)的右、下、上顶点,F 是椭圆C 的右焦点.若B 2F ⊥AB 1,则椭圆C 的离心率是________.【答案】5-12【解析】因为F (c,0),B 2(0,b ),B 1(0,-b ),A (a,0),所以B 2F →=(c ,-b ),B 1A →=(a ,b ).因为FB 2⊥AB 1,所以ac -b 2=0,即c 2+ac -a 2=0,故e 2+e -1=0,解得e =-1+52(负值舍去).方法总结:求离心率的值关键是找到等式关系,解出a 与c 的关系,进而求出离心率。
椭圆的定义、性质及标准方程高三数学备课组 刘岩老师1. 椭圆的定义:⑴第一定义:平面内与两个定点12F F 、的距离之和等于常数(大于12F F )的点的轨迹叫做椭圆。
这两个定点叫做椭圆的焦点,两焦点的距离叫做椭圆的焦距。
⑵第二定义:动点M 到定点F 的距离和它到定直线l 的距离之比等于常数)10(<<e e ,则动点M 的轨迹叫做椭圆。
定点F 是椭圆的焦点,定直线l 叫做椭圆的准线,常数e 叫做椭圆的离心率。
说明:①若常数2a 等于2c ,则动点轨迹是线段12F F 。
②若常数2a 小于2c ,则动点轨迹不存在。
2. 椭圆的标准方程、图形及几何性质:标准方程)0(12222>>=+b a b y a x 中心在原点,焦点在x 轴上)0(12222>>=+b a b x a y 中心在原点,焦点在y 轴上图形范围x a y b ≤≤, x b y a ≤≤, 顶点()()()()12120000A a A a B b B b --,、,,、,()()()()12120000A a A a B b B b --,、,,、,对称轴x 轴、y 轴;长轴长2a ,短轴长2b ;焦点在长轴上x 轴、y 轴;长轴长2a ,短轴长2b ;焦点在长轴上焦点 ()()1200F c F c -,、, ()()1200F c F c -,、, 焦距 )0(221>=c c F F)0(221>=c c F F离心率)10(<<=e a ce )10(<<=e a ce 准线2a x c=±2a y c=±参数方程与普通方程22221x y a b +=的参数方程为 ()cos sin x a y b θθθ=⎧⎨=⎩为参数 22221y x a b +=的参数方程为 ()cos sin y a x b θθθ=⎧⎨=⎩为参数3. 焦半径公式:椭圆上的任一点和焦点连结的线段长称为焦半径。