高中数学-椭圆-超经典-知识点+典型例题讲解
- 格式:doc
- 大小:415.50 KB
- 文档页数:9
高中数学中椭圆大题的经典例题题目:已知椭圆 C:x^2/a^2 + y^2/b^2 = 1 (a > b > 0) 的离心率为√3/3,过点 A(0,b) 和 B(a,0)的直线与原点的距离为√3/2。
(1)求椭圆 C 的方程;(2)设 P 是椭圆 C 上一点,E、F 是椭圆 C 上的两动点,如果直线 PE,PF 的斜率都存在,且满足 kPE * kPF = -2/3,试探究△OEF 的形状,并说明理由。
(3)试问:是否存在以 PE,PF 为邻边的平行四边形?如果存在,求出所有这样的平行四边形;如果不存在,说明理由。
解析:(1)由题意,离心率 e = c/a = √3/3,直线 AB 的方程为 y = -√3x + b,利用点到直线的距离公式得到 b = √3/2。
又因为 a^2 = b^2 + c^2,解得 a = √3, b = 1。
所以椭圆 C 的方程为 x^2/3 + y^2 = 1。
(2)设 P(x0,y0),E(x1,y1),F(x2,y2),由 kPE * kPF = -2/3,得到 (y0 - y1)(y0 - y2) / (x0 - x1)(x0 - x2) = -2/3。
根据椭圆方程和斜率公式,化简得到 (x0^2 - 1)(x0^2 - 3) = -4(x0^2 - 1),解得 x0^2 = 1 或 x0^2 = 3(舍去)。
所以△OEF是直角三角形。
(3)假设存在以 PE,PF 为邻边的平行四边形,则 PE // PF,即存在 m,使得 kPE = kPF = m。
联立方程求解得 m = -√5/5 或 m = √5/5。
当 m = -√5/5 时,P(-√15/3, √15/5),E(-√15/5, √15/5),F(-√15/5, -√15/5),此时ΔOEF 是等腰三角形,不满足题意。
当 m = √5/5 时,P(-√15/3, -√15/5),E(-√15/5, -√15/5),F(-√15/5, √15/5),此时ΔOEF 是等腰三角形,满足题意。
例1 已知椭圆06322=-+m y mx 的一个焦点为(0,2)求m 的值.分析:把椭圆的方程化为标准方程,由2=c ,根据关系222c b a +=可求出m 的值. 解:方程变形为12622=+my x .因为焦点在y 轴上,所以62>m ,解得3>m . 又2=c ,所以2262=-m ,5=m 适合.故5=m .例2 已知椭圆的中心在原点,且经过点()03,P ,b a 3=,求椭圆的标准方程. 分析:因椭圆的中心在原点,故其标准方程有两种情况.根据题设条件,运用待定系数法,求出参数a 和b (或2a 和2b )的值,即可求得椭圆的标准方程. 解:当焦点在x 轴上时,设其方程为()012222>>=+b a by a x . 由椭圆过点()03,P ,知10922=+ba .又b a 3=,代入得12=b ,92=a ,故椭圆的方程为1922=+y x . 当焦点在y 轴上时,设其方程为()012222>>=+b a bx a y . 由椭圆过点()03,P ,知10922=+ba .又b a 3=,联立解得812=a ,92=b ,故椭圆的方程为198122=+x y . 例3 已知方程13522-=-+-ky k x 表示椭圆,求k 的取值范围. 解:由⎪⎩⎪⎨⎧-≠-<-<-,35,03,05k k k k 得53<<k ,且4≠k .∴满足条件的k 的取值范围是53<<k ,且4≠k .例4 已知1cos sin 22=-ααy x )0(πα≤≤表示焦点在y 轴上的椭圆,求α的取值范围.分析:依据已知条件确定α的三角函数的大小关系.再根据三角函数的单调性,求出α的取值范围. 解:方程可化为1cos 1sin 122=+ααy x .因为焦点在y 轴上,所以0sin 1cos 1>>-αα. 因此0sin >α且1tan -<α从而)43,2(ππα∈.例5 已知P 点在以坐标轴为对称轴的椭圆上,点P 到两焦点的距离分别为354和352,过P 点作焦点所在轴的垂线,它恰好过椭圆的一个焦点,求椭圆方程.解:设两焦点为1F 、2F ,且3541=PF ,3522=PF .从椭圆定义知52221=+=PF PF a .即5=a . 从21PF PF >知2PF 垂直焦点所在的对称轴,所以在12F PF Rt ∆中,21sin 1221==∠PF PF F PF , 可求出621π=∠F PF ,3526cos 21=⋅=πPF c ,从而310222=-=c a b . ∴所求椭圆方程为1103522=+y x 或1510322=+y x . 例6 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122=+ny mx (0>m ,0>n ),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122=+ny mx (0>m ,0>n ).由)2,3(-A 和)1,32(-B 两点在椭圆上可得 ⎪⎩⎪⎨⎧=⋅+-⋅=-⋅+⋅,11)32(,1)2()3(2222n m n m 即⎩⎨⎧=+=+,112,143n m n m 所以151=m ,51=n .故所求的椭圆方程为151522=+y x .例7 椭圆192522=+y x 上的点M 到焦点1F 的距离为2,N 为1MF 的中点,则ON (O 为坐标原点)的值为A .4 B .2 C .8 D .23例8 已知)2,4(P 是直线l 被椭圆193622=+y x 所截得的线段的中点,求直线l 的方程. 分析:本题考查直线与椭圆的位置关系问题.通常将直线方程与椭圆方程联立消去y (或x ),得到关于x (或y )的一元二次方程,再由根与系数的关系,直接求出21x x +,21x x (或21y y +,21y y )的值代入计算即得. 并不需要求出直线与椭圆的交点坐标,这种“设而不求”的方法,在解析几何中是经常采用的.解:方法一:设所求直线方程为)4(2-=-x k y .代入椭圆方程,整理得036)24(4)24(8)14(222=--+--+k x k k x k ①设直线与椭圆的交点为),(11y x A ,),(22y x B ,则1x 、2x 是①的两根,∴14)24(8221+-=+k k k x x ∵)2,4(P 为AB 中点,∴14)24(424221+-=+=k k k x x ,21-=k .∴所求直线方程为082=-+y x . 方法二:设直线与椭圆交点),(11y x A ,),(22y x B .∵)2,4(P 为AB 中点,∴821=+x x ,421=+y y . 又∵A ,B 在椭圆上,∴3642121=+y x ,3642222=+y x 两式相减得0)(4)(22212221=-+-y y x x , 即0))((4))((21212121=-++-+y y y y x x x x .∴21)(4)(21212121-=++-=--y y x x x x y y .∴直线方程为082=-+y x . 方法三:设所求直线与椭圆的一个交点为),(y x A ,另一个交点)4,8(y x B --.∵A 、B 在椭圆上,∴36422=+y x ①。
. 专业.专注 .(教师版)椭圆标准方程典型例题例 1 已知椭圆 mx2 3y2 6m 0 的一个焦点为( 0, 2)求m的值.剖析:把椭圆的方程化为标准方程,由 c 2 ,依据关系 a2 b2 c2可求出 m 的值.解:方程变形为x2y2 1 .由于焦点在y轴上,所以2m 6 ,解得 m 3 .6 2m又 c 2 ,所以2m 6 22,m 5合适.故m 5.例 2 已知椭圆的中心在原点,且经过点P 3,0,a3b ,求椭圆的标准方程.剖析:因椭圆的中心在原点,故其标准方程有两种状况.依据题设条件,运用待定系数法,求出参数 a 和b(或 a2 和 b2 )的值,即可求得椭圆的标准方程.解:当焦点在 x 轴上时,设其方程为x2 y2 1 a b 0 .a 2 b2由椭圆过点 P 3,0 ,知90 1.又a 3b ,代入得 b2 1 , a 2 9 ,故椭圆的方程为x2 y2 1 .a2 b2 9当焦点在 y 轴上时,设其方程为y2 x2 1 a b 0 .a2 b2由椭圆过点P3,0 ,知90 1 .又a3b ,联立解得a2 81 , b2 9,故椭圆的方程为a2 b2y2 x2 81 1.9例 3ABC 的底边 BC 16 , AC 和 AB 两边上中线长之和为30 ,求此三角形重心G 的轨迹和极点 A 的轨迹.剖析:( 1 )由已知可得GC GB 20 ,再利用椭圆定义求解.( 2 )由G的轨迹方程G 、 A 坐标的关系,利用代入法求 A 的轨迹方程.解:(1)以BC所在的直线为x轴,BC中点为原点成立直角坐标系.设G点坐标为x,y ,由.word 完满格式.. 专业.专注 .GC GB 20 ,知 G 点的轨迹是以 B 、 C 为焦点的椭圆 ,且除掉轴上两点 .因 a10 , c 8 ,有 b 6 ,故其方程为x 2y20 .1001 y36( 2 )设 A x , y , G x ,y x 2y 2①,则1 y 0 .10036xx,的轨迹方程为x 2y 2(除掉 x 轴上两由题意有3代入①,得A900 1 y 0 ,其轨迹是椭圆y y3243点).例 4 已知 P 点在以坐标轴为对称轴的椭圆上 ,点 P 到两焦点的距离分别为4 5和2 5,过 P 点作焦点所在轴33的垂线 ,它恰巧过椭圆的一个焦点 ,求椭圆方程 .4 52 5. 从 椭 圆 定 义 知 2a PF 1PF 2 2 5.即解:设两焦点为 F 1、F 2,且 PF 1, PF 233a5 .从 PF 1PF 2 知 PF 2 垂直焦点所在的对称轴 ,所以在 Rt PF 2F 1 中, sin PF 1F 2PF 2 1 ,PF 1 2可求出PF 1 F 26 , 2cPF 1 cos2 5 ,进而 b 2a 2 c 210 .6 33∴所求椭圆方程为 x23y 21或 3x 2y 2 1.51010 5例 5 已知椭圆方程x 2 y 2 1 a b0 ,长轴端点为 A 1, A 2 ,焦点为 F 1 , F 2 , P 是a2b2椭圆上一点 , A 1PA 2 , F 1PF 2 . 求: F 1 PF 2 的面积 (用 a 、 b 、 表示 ).剖析 :求面积要联合余弦定理及定义求角的两邻边 ,进而利用 S1ab sin C 求面积 .2解:如图 ,设 P x , y ,由椭圆的对称性 ,不如设 P 在第一象限 ..word 完满格式.. 专业.专注 .2 2 22 PF1 ·PF2 cos 4c2.①由余弦定理知: F1F2 PF1 PF2由椭圆定义知: PF PF 2a ②,则②2-①得PF1 PF2 2b2 .1 2 1 cos故S FPF 1 PF1 PF2 sin 1 2b2 sin b2 tan .1 2 2 2 1 cos 2例 6 已知动圆P过定点A3,0 ,且在定圆 B:x 3 2y264 的内部与其相内切,求动圆圆心P 的轨迹方程.剖析:要点是依据题意,列出点P知足的关系式.解:以下图,设动圆 P 和定圆 B 内切于点 M .动点 P 到两定点,即定点 A 3,和定圆圆心 B 3,0 距离之和恰巧等于定圆半径,即 PA PB PM PB BM 8 .∴点 P 的轨迹是以 A , B 为两焦点,半长轴为 4 ,半短轴长为b 42 32 7 的椭圆的方程:x2 y2 1 .16 7说明:本题是先依据椭圆的定义,判断轨迹是椭圆,而后依据椭圆的标准方程,求轨迹的方程.这是求轨迹方程的一种重要思想方法.例 7 已知椭圆x2y2 1,2(1)求过点P 1 1且被 P 均分的弦所在直线的方程;2,2(2)求斜率为 2 的平行弦的中点轨迹方程;(3)过A 2,1 引椭圆的割线,求截得的弦的中点的轨迹方程;( 4 )椭圆上有两点P 、Q, O 为原点,且有直线 OP 、OQ斜率知足k OP k OQ 1 ,2求线段 PQ 中点M的轨迹方程..word 完满格式.. 专业.专注.剖析:本题中四问都跟弦中点有关,所以可考虑设弦端坐标的方法.解:设弦两头点分别为M x1, y1 , N x2, y2 ,线段 MN 的中点R x,y,则2 2 ,①x1 2y1 2 ①-②得 x1 x2 x1 x2 2 y1 y2 y1 y2 0 .2 2 ,②x2 2y2 2x1 x2,③由题意知x1 x2 ,则上式两端同除以 x1x2,有2xy1 y2,④2y y1 y2x1x22 y1y2x1 x2 0 ,将③④代入得 x2 yy1 y2 0 .⑤x1 x2( 1 )将x 1 ,y 1 代入⑤,得y1y21,故所求直线方程为: 2 x 4 y 3 0 .⑥2 2 x1 x2 2将⑥ 代入椭圆方程x2 2 y2 2 得 6 y 2 6 y 1 0 ,36 4 6 1 0 切合题意, 2x 4 y 3 0 为所4 4 求.( 2 )将y1 y2 2 代入⑤得所求轨迹方程为:x 4 y 0 .(椭圆内部分)x1 x2( 3 )将y1 y2 y1代入⑤得所求轨迹方程为:x2 2y 2 2x 2 y 0 .(椭圆内部分)x1 x2 x 2(4)由①+② 得:x12 x22 y12 y22 2 ,⑦,将③④ 平方并整理得2x12 x22 4x2 2x1 x2,⑧,y12 y22 4 y2 2 y1 y2,⑨将⑧⑨ 代入⑦得:4x2 2x1 x2 4 y 2 2 y1 y2 2 ,⑩4再将 y1 y2 1x1x2 代入⑩式得:2x2 x1 x2 4 y2 21x1 x2 2 ,即x 2y21.2 2 12此即为所求轨迹方程.自然,本题除了设弦端坐标的方法,还可用其余方法解决..word 完满格式.. 专业.专注 .例 8 已知椭圆 4x 2y 21及直线 y x m .( 1 )当 m 为什么值时 ,直线与椭圆有公共点?( 2 )若直线被椭圆截得的弦长为2 10,求直线的方程.5解:( 1)把直线方程 y x m 代入椭圆方程 4x 2y 2 1得 4x 2 x m 21 ,即 5x 22mx m 21 0 .2m 2 4 5 m 2116m 2 20 0 ,解得5 m5 .22( 2 )设直线与椭圆的两个交点的横坐标为x 1 , x 2 ,由(1)得 x 1x 2 2mm 2 1, x 1 x 25 .5221依据弦长公式得: 1 122m4m2 10 . 解得 m 0 . 方程为 y x .555说明 :办理有关直线与椭圆的地点关系问题及有关弦长问题,采纳的方法与办理直线和圆的有所差别 .这里解决直线与椭圆的交点问题,一般考虑鉴别式;解决弦长问题 ,一般应用弦长公式 .用弦长公式 ,若能合理运用韦达定理 (即根与系数的关系 ), 可大大简化运算过程 .例 9以椭圆 x2y 2 1 的焦点为焦点 ,过直线 l : x y 90上一点 M 作椭圆,要使12 3所作椭圆的长轴最短 ,点 M 应在哪处 ?并求出此时的椭圆方程.剖析 : 椭圆的焦点简单求出,依照椭圆的定义 ,本题实质上就是要在已知直线上找一点,使该点到直线同侧的两已知点(即两焦点 )的距离之和最小 ,只须利用对称便可解决 .解:以下图 ,椭圆x 2y 2 1 的焦点为 F 1 3,0 , F 2 3,0 .12 3点F 1 对于直线 l : x y 90 的对称点 F 的坐标为 (- 9, 6), 直线 FF 2 的方程为 x 2 y 3 0 .x 2y 3 0解方程组得交点 M 的坐标为 (- 5 , 4). 此时 MF MF2 最小.x y 9 01. word 完满格式 .. 专业.专注 .所求椭圆的长轴 :2MF 1MF 2 FF 2 6 5 ,∴a 3 5 ,又 c 3 ,a∴ 2a 2c 23 52236 .所以 ,所求椭圆的方程为 x2y 21. b34536例 10已知方程x 2y 2k 5 31表示椭圆 ,求 k 的取值范围 .kk 50,解:由 3 k0,得 3k 5,且 k 4.k 5 3 k,∴知足条件的 k 的取值范围是 3k 5 ,且 k 4 . 说明 :本题易出现以下错解 k 5 0, 5 ,故 k 的取值范围是 3 k 5 .:由k得 3 k3 0,犯错的原由是没有注意椭圆的标准方程中a b 0 这个条件 ,当 a b 时,其实不表示椭圆 .例 11已知 x 2siny 2 cos1 (0) 表示焦点在 y 轴上的椭圆 ,求 的取值范围 .剖析 :依照已知条件确立 的三角函数的大小关系 .再依据三角函数的单一性,求出的取值范围 .解:方程可化为x 2 y 21 1 0 . 1 1. 由于焦点在 y 轴上 ,所以sin1 cossincos所以 sin0且 tan1进而(,3) .2 4说明 : (1)由椭圆的标准方程知1 0 10 ,这是简单忽略的地方 .sin,cos(2) 由 焦 点 在 y 轴 上 , 知a 21, b 21 . (3)求的取值范围时,应注意题目中的条件cossin..word 完满格式.. 专业.专注 .例 12求中心在原点 ,对称轴为坐标轴 ,且经过 A( 3 , 2) 和 B( 2 3 ,1) 两点的椭圆方程 .剖析 :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况,为了计算简易起见 ,可设其方程为 mx 2 ny 21( m 0 , n 0),且不用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 mx 2ny 2 1( m 0 , n 0).由 A( 3 ,2)和B( 2 3 , 1) 两点在椭圆上可得m ( 3) 2 n ( 2) 21,3m 4n 1,1, n1.故所求的椭圆方程为x 2y 21.3) 2 n 12即12m n所以 mm ( 21,1,15 515 5例 13知圆 x 2 y 2 1,从这个圆上随意一点 P 向 y轴作垂线段 ,求线段中点 M 的轨迹 .剖析 :本题是已知一些轨迹 ,求动点轨迹问题 . 这类题目一般利用中间变量 (有关点 )求轨迹方程或轨迹 . 解:设点 M 的坐标为 ( x , y) ,点 P 的坐标为 ( x 0 ,y 0 ) ,则 xx 0 , y y 0.2由于P( x 0 , y 0 )在圆x2y 21 上,所以 x 02y 0 2 1.将x 0 2x ,y 0221 得 4x2y 21.所以点M 的轨迹是一个椭圆y代 入 方 程x 0y 04x 2y 21.说明 :本题是利用有关点法求轨迹方程的方法,这类方法详细做法以下 :第一设动点的坐标为 ( x , y),设已知轨迹上的点的坐标为( x 0 , y 0 ),而后依据题目要求 ,使x ,y 与x 0 ,y 0 成立等式关系 ,进而由这些等式关系求出x 0 和 y 0 代入已知的轨迹方程 ,就能够求出对于 x , y 的方程 ,化简后即我们所求的方程 .这类方法是求轨迹方程的最基本的方法,一定掌握 .例 14 已知长轴为 12 ,短轴长为6,焦点在 x 轴上的椭圆 ,过它对的左焦点 F 1 作倾斜解为的直线交椭圆于3A ,B 两点,求弦 AB 的长.剖析:能够利用弦长公式 AB 1 k 2 x1 x2(1 k 2 )[( x1 x2 )2 4x1x2 ] 求得,.word 完满格式.. 专业.专注 .也能够利用椭圆定义及余弦定理,还能够利用焦点半径来求.解: ( 法 1) 利用直线与椭圆订交的弦长公式求解.AB1 k2 x 1 x 2(1 k 2 )[( x 1 x 2 )24x 1 x 2 ] . 由于 a6 , b 3 ,所以 c 3 3.由于焦点在 x 轴上,x 2 y 2 3 , 0) ,进而直线方程为 y3x9.所以椭圆方程为1,左焦点 F ( 3369由直线方程与椭圆方程联立得: 13x 272 3x36 8 0 . 设 x 1 , x 2 为方程两根 ,所以 x 1 x 272 3 ,13x 1x 236 8 , k 3 ,进而 AB1 k2 x 1 x 2(1 k 2 )[( x 1 x 2 )24x 1 x 2 ] 48 .1313( 法 2) 利用椭圆的定义及余弦定理求解.由题意可知椭圆方程为x 2y 2 1,设 AF m , BFn ,则 AF 12m , BF12 n .2369 112222F 1F 2 cos ,即 (12 m)2 m 236 3 2 m 6 3 1在AF 1F 2 中, AF 2AF 1F 1 F 22 AF 1 ;3 2所以 m6 BF 1F 2 中,用余弦定理得 n 6 m 48.同理在,所以 ABn . 434 313( 法 3) 利用焦半径求解 .先依据直线与椭圆联立的方程13x 2 72 3x 36 80 求出方程的两根 x 1 , x 2 , 它们分别是 A ,B 的横坐标.再依据焦半径 AF 1 a ex 1, BF 1 a ex 2 ,进而求出 AB AF 1 BF 1 .例 15 椭圆x 2y 2 1 上的点 M 到焦点 F 1 的距离为 2, N 为 MF 1 的中点,则 ON ( O 为坐标原点 )的值为 25 9A . 4B . 2C . 8D .32. word 完满格式 .. 专业.专注 .解:以下图,设椭圆的另一个焦点为 F 2,由椭圆第必定义得MF 1 MF 2 2a 10 ,所以 MF 2 10MF 1 10 2 8 ,又由于 ON 为 MF 1F 2 的中位线 ,所以 ON1MF 24 ,故答案为 A .2说明 : (1)椭圆定义 :平面内与两定点的距离之和等于常数 (大于 F 1F 2 )的点的轨迹叫做椭圆 .(2) 椭圆上的点必然合适椭圆的这必定义,即 MF 1 MF 2 2a ,利用这个等式能够解决椭圆上的点与焦点的有关距离 .例 16x 2y 24x m ,椭圆 C 上有不一样的两点已知椭圆 C :1 ,试确立 m 的取值范围 ,使得对于直线 l : y4 3对于该直线对称 .剖析 :若设椭圆上A ,B 两点对于直线 l 对称 ,则已知条件等价于 : (1)直线 AB l ; (2) 弦 AB 的中点 M 在 l上.利用上述条件成立 m 的不等式即可求得 m 的取值范围 .解: ( 法 1) 设椭圆上 A( x 1 , y 1 ) , B( x 2 , y 2 ) 两点对于直线 l 对称 ,直线 AB 与 l 交于 M( x 0, y 0 ) 点 .4 ,∴设直线 AB 1y 1x n ,消去 y 得∵ 的斜率 k l的方程为 yxn .由方程组 4l4x 2 y 2 1,4313 x 2 8nx 16n 248 0①。
高中数学椭圆知识点高中数学椭圆知识点高中数学椭圆知识点1 正弦定理a/sinA=b/sinB=c/sinC=2R注:其中R表示三角形的外接圆半径余弦定理b2=a2+c2-2accosB注:角B是边a和边c的夹角圆的标准方程(x-a)2+(y-b)2=r2注:(a,b)是圆心坐标圆的一般方程x2+y2+Dx+Ey+F=0注:D2+E2-4F>0抛物线标准方程y2=2pxy2=-2px-x2=2pyx2=-2py直棱柱侧面积S=c.h斜棱柱侧面积S=c'.h正棱锥侧面积S=1/2c.h'正棱台侧面积S=1/2(c+c')h'圆台侧面积S=1/2(c+c')l=pi(R+r)l球的外表积S=4pi.r2圆柱侧面积S=c.h=2pi.h圆锥侧面积S=1/2.c.l=pi.r.l 弧长公式l=a.ra是圆心角的弧度数r>0扇形面积公式s=1/2.l.r锥体体积公式V=1/3.S.H圆锥体体积公式V=1/3.pi.r2h斜棱柱体积V=S'L注:其中,S'是直截面面积,L是侧棱长柱体体积公式V=s.h圆柱体V=p.r2h乘法与因式分a2-b2=(a+b)(a-b)a3+b3=(a+b)(a2-ab+b2)a3-b3=(a-b(a2+ab+b2)一元二次方程的解-b+√(b2-4ac)/2a-b-√(b2-4ac)/2a 根与系数的关系X1+X2=-b/aX1.X2=c/a注:韦达定理判别式b2-4ac=0注:方程有两个相等的实根b2-4ac>0注:方程有两个不等的实根b2-4aclogx2 -1,那么x的取值范围为11,且x≠1 C.x>1 D.0A.中元素的个数为A.9 B.6C.4D.2x2+y23.xyy151515159.函数f(x)=ax+x+1有极值的充要条件是A.a≥04B.a>0C.a≤0D.ab D.a2>b2 > B.a-baab15.不等式①x2-4x+39 B.m=9 C.0x2y2kπ16.关于方程+=tanα(α是常数且α≠k∈Z),以下结论中不正确的选项是sinαcosα2A.可以表示双曲线B.可以表示椭圆C.可以表示圆D.可以表示直线2x2y2+=1的左顶点的间隔的最小值为17.抛物线y=-4x上有一点P,P到椭圆16152A.2B.2+3C.3D.2-3x2y2+=1,当m∈[-2,-1]时,该曲线的离心率e的.取值范围是18.二次曲线4mA.[,2第二卷(非选择题共12道填空题12道解答题)请将你认为正确的答案代号填在下表中1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1316 17 1814 15x≥ -1?2219.实数x,y满足约束条件?y≥0那么(x+2)+ y最小值为____________。
椭圆典型例题例1已知椭圆mx 2 3y 2 6m 0的一个焦点为(0, 2)求m 的值.2解:方程变形为— 6 2— 1 .因为焦点在y 轴上,所以2m 6,解得m 3 .2m又c 2,所以2m 6 22 , m 5适合.故m 5 .例2已知椭圆的中心在原点,且经过点 P3,0, a 3b ,求椭圆的标准方程.分析:因椭圆的中心在原点,故其标准方程有两种情况.根据题设条件,运 用待定系数法,求出参数a 和b (或a 2和b 2)的值,即可求得椭圆的标准方程.2解:当焦点在x 轴上时,设其方程为笃a由椭圆过点P3,0,知92 02 1 .又a 3b ,联立解得a 2 81,b 2 9,故椭圆a b2 2的方程为y X 1 .81 9例3 ABC 的底边BC 16 , AC 和AB 两边上中线长之和为30,求此三角形重心 G 的轨迹和顶点A 的轨迹.分析:(1)由已知可得GC GB 20 ,再利用椭圆定义求解.(2)由G 的轨迹方程G 、A 坐标的关系,利用代入法求 A 的轨迹方程.2由椭圆过点b 2 1 .又a 3b ,代入得b 2 * 1,a 2 9,故椭y 2 1.当焦点在y 轴上时,设其方程为 2 2y x 2 ,2ab2a sin 设两焦点为F ,、F 2 ,且PF ,PF 1I PF 22亦.即 a .从PF ,PF ,F 2可求出 于,PF 2竽.从椭圆定义知PF2I 知|PF 』垂直焦点所在的对称轴,所以在Rt PF 2F ,中,PF 2PF 1PF 1F 2石,2C I PF1Icos— 6口,从而b 2、、3 a 2 c 210 3•••所求椭圆方程为3y 2 101或眩102例5已知椭圆方程笃 a2 yb 2b 0,长轴端点为A , A 2, 焦点为F ,,P 是椭圆上一点,A , PA 2F 1PF 2例4已知P 点在以坐标轴为对称轴的椭圆上,点P 到两焦点的距离分别为 4总和3罟,过P点作焦点所在轴的垂线,它恰好过椭圆的一个焦点,求椭圆方程.(1)以BC 所在的直线为x 轴,BC 中点为原点建立直角坐标系.设 G 点B 、C 为焦点的椭圆,且解:坐标为x , y ,由GC GB 20,知G 点的轨迹是以 除去轴上两点.因a 10, c 8,有 b 6 ,2故其方程为— 100 2y361y(2)设 Ax , y2,则— 100 2y361yxx由题意有y3椭圆(除去x 轴上两点).3'代入①,得A 的轨迹方程为 y 2 x 900 2y 3241 y 0 ,其轨迹是 .求:F 1PF 2的面积(用b 、示)•1分析:求面积要结合余弦定理及定义求角 的两邻边,从而利用S -absinC 求2面积.解:如图,设P x , y ,由椭圆的对称性,不妨设 P x , y ,由椭圆的对称性, 不妨设 P 在第一象限.由余弦定理知:2 2 2 2F I F 2 PF I PF 22PF 1 ・PF 2 cos4c 2 3 •①2例6已知椭圆育寸12x 4y 32 求过点P 1 ,丄且被P 平分的弦所在直线的方程;2 23求斜率为2的平行弦的中点轨迹方程;由椭圆定义知:PR PF ? 2a ②,则②2—①得PF i PF 22b 2 1 cos故 S F .,PF 21PF . PF 2 sin 212b 2sin2 1 cos解: 设弦两端点分别为M X i , y . , N x ?, y ?,线段MN 的中点R x ,2 X i2 X 2 X i y i 2y f 2, 2y ; 2, x 2 2X , y 2y,① ② ③ ④①一②得 x . x 2 x . x 2 2 y . y 2 y .由题意知X . X 2,则上式两端同除以X . y i y ? X i X 2 2 y i y ?0,X i X 2将③④代入得X 2yh^ 0 .⑤x . x 21代入⑤,得也汇2x . x 2y ?X 2,有i ,故所求直线方程为:455m ——2将⑥代入椭圆方程X 22寸O I2得6y 2 6y n 0,360符合题意,2x 4y 3 0为所求.(2)将 匹上 2代入⑤得所求轨迹方程为: 捲x 2内部分)x 4y 0 .(椭圆(3) 将里上 口 代入⑤得所求轨迹方程为:X i x 2 x 2 圆内部分)x 2 2y 2 2x 2y 0.(椭例7已知椭圆4x 2 y 2 1及直线y x m .(1) 当m 为何值时,直线与椭圆有公共点?(2) 若直线被椭圆截得的弦长为 2卫,求直线的方程.5解:(1 )把直线方程y x m 代入椭圆方程4x 2 y 21得4x 2 x m 21 ,即5x 22mxm 2 1 02m 2 45 m 2 1216m 220(2) 设直线与椭圆的两个交点的横坐标为X 1 , X 2,由 (1 )得 x. X 22m T ,x-|x 2m 2 15根据弦长公式得 :.1 1222m m 2 1 5¥ .解得m0 .方程为y x.451313例8求中心在原点,对称轴为坐标轴,且经过 A (、、3, 2)和B ( 2.、3,1)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mx 2 ny 21( m 0,n 0),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mx 2 ny 2 1(m 0,n 0).由AC ,3 , 2)和B (2..3,1) 两点在椭圆上可得m炯:n ( 2)2 1,即3m 4n 1,所以m - , n —故所求的椭圆方m ( 2..3)2 n 121, 12m n315 52 2程为x_仝1.155例9已知长轴为12,短轴长为6,焦点在x 轴上的椭圆,分析:可以利用弦长公式 AB V 1 k 2|x 1 x 2| v (1 k 2)[( x 1 x 2)2 4x 1x 2]求得, 也可以利用椭圆定义及余弦定理,还可以利用焦点半径来求.解:(法 1)利用直线与椭圆相交的弦长公式求解.AB J 1 k 2|x 1 X 2J (1 k 2)[(X 1 X 2)2 4x 1X 2].因为 a 6 , b 3 ,所以c 3 3.因为焦点在x 轴上,2 2所以椭圆方程为——1,左焦点F ( 3 •. 3 , 0),从而直线方程为y 3x 9 .36 9 1313x 272...3x 36 8 0 .设洛,X 2为方程两根,斜解为-的直线交椭圆于A ,B 两点,求弦AB 的长.过它对的左焦点F 1作倾由直线方程与椭圆方程联立得: 所以X 1 x 272. 3 X 1 X 2 36 84(法2)利用焦半径求解.先根据直线与椭圆联立的方程13x 2 72... 3x 36 8 0求出方程的两根X i , X 2, 它们分别是A ,B 的横坐标.再根据焦半径 AF i a ex , BF i a ex ?,从而求出 AB AF i BF i2 2例10已知椭圆C 吟才1,试确定m 的取值范围,使得对于直线1: y 4x m ,椭圆C 上有不同的两点关于该直线对称.分析:若设椭圆上A , B 两点关于直线I 对称,则已知条件等价于:(1)直线AB l ; ⑵弦AB 的中点M 在I 上.利用上述条件建立m 的不等式即可求得m 的取值范围. 解:(法1)设椭圆上A (x 1 , y 1), B (x 2 , y 2)两点关于直线l 对称,直线AB 与l 交于M (X 。
人教A版高中数学选修2-1 椭圆知识点+讲测练知识点一:椭圆的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.知识点二:椭圆的标准方程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;注意:1.只有当椭圆的中心为坐标原点,对称轴为坐标轴建立直角坐标系时,才能得到椭圆的标准方程;2.在椭圆的两种标准方程中,都有和;3.椭圆的焦点总在长轴上.当焦点在轴上时,椭圆的焦点坐标为,;当焦点在轴上时,椭圆的焦点坐标为,。
知识点三:椭圆的简单几何性质椭圆的的简单几何性质(1)对称性:对于椭圆标准方程,把x换成―x,或把y换成―y,或把x、y同时换成―x、―y,方程都不变,所以椭圆是以x轴、y轴为对称轴的轴对称图形,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x=±a和y=±b所围成的矩形内,所以椭圆上点的坐标满足|x|≤a,|y|≤b。
(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(a>b>0)与坐标轴的四个交点即为椭圆的四个顶点,坐标分别为A1(―a,0),A2(a,0),B1(0,―b),B2(0,b)。
③线段A1A2,B1B2分别叫做椭圆的长轴和短轴,|A1A2|=2a,|B1B2|=2b。
a和b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e 表示,记作。
②因为a>c>0,所以e的取值范围是0<e<1。
e越接近1,则c就越接近a,从而越小,因此椭圆越扁;反之,e越接近于0,c就越接近0,从而b越接近于a,这时椭圆就越接近于圆。
当且仅当a=b时,c=0,这时两个焦点重合,图形变为圆,方程为x2+y2=a2。
学生姓名 性别 男 年级 高二 学科 数学 授课教师 上课时间 2014年12月13日 第( )次课 共( )次课 课时: 课时
教学课题 椭圆
教学目标 教学重点与难点
选修2-1椭圆 知识点一:椭圆的定义 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. 讲练结合一.椭圆的定义
1.方程10222222yxyx化简的结果是 2.若ABC的两个顶点4,0,4,0AB,ABC的周长为18,则顶点C的轨迹方程是
3.已知椭圆22169xy+=1上的一点P到椭圆一个焦点的距离为3,则P到另一焦点距离为
知识点二:椭圆的标准方程 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; 注意: 1.只有当椭圆的中心为坐标原点,对称轴为坐标轴建立直角坐标系时,才能得到椭圆的标准方程;
2.在椭圆的两种标准方程中,都有和;
3.椭圆的焦点总在长轴上.当焦点在轴上时,椭圆的焦点坐标为,;当焦点在轴上时,椭圆的焦点坐标为,。
讲练结合二.利用标准方程确定参数 1.若方程25xk+23yk=1(1)表示圆,则实数k的取值是 . (2)表示焦点在x轴上的椭圆,则实数k的取值范围是 . (3)表示焦点在y型上的椭圆,则实数k的取值范围是 . (4)表示椭圆,则实数k的取值范围是 . 2.椭圆22425100xy的长轴长等于 ,短轴长等于 , 顶点坐标是 ,焦点的坐标是 ,焦距是 ,离心率等于 ,
3.椭圆2214xym的焦距为2,则m= 。 4.椭圆5522kyx的一个焦点是)2,0(,那么k 。
讲练结合三.待定系数法求椭圆标准方程 1.若椭圆经过点(4,0),(0,3),则该椭圆的标准方程为 。
2.焦点在坐标轴上,且213a,212c的椭圆的标准方程为 3.焦点在x轴上,1:2:ba,6c椭圆的标准方程为 4. 已知三点P(5,2)、1F(-6,0)、2F(6,0),求以1F、2F为焦点且过点P的椭圆的标准方程; 知识点三:椭圆的简单几何性质 椭圆的的简单几何性质
(1)对称性 对于椭圆标准方程,把x换成―x,或把y换成―y,或把x、y同时换成―x、―y,方程都不变,所以椭圆是以x轴、y轴为对称轴的轴对称图形,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x=±a和y=±b所围成的矩形内,所以椭圆上点的坐标满足|x|≤a,|y|≤b。
(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(a>b>0)与坐标轴的四个交点即为椭圆的四个顶点,坐标分别为A1(―a,0), A2(a,0),B1(0,―b),B2(0,b)。 ③线段A1A2,B1B2分别叫做椭圆的长轴和短轴,|A1A2|=2a,|B1B2|=2b。a和b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e表示,记作。 ②因为a>c>0,所以e的取值范围是0<e<1。e越接近1,则c就越接近a,从而越小,因 此椭圆越扁;反之,e越接近于0,c就越接近0,从而b越接近于a,这时椭圆就越接近于圆。当且仅当 a=b时,c=0,这时两个焦点重合,图形变为圆,方程为x2+y2=a2。 注意: 椭圆的图像中线段的几何特征(如下图): (1),,; (2),,; (3),,;
讲练结合四.焦点三角形 1.椭圆221925xy的焦点为1F、2F,AB是椭圆过焦点1F的弦,则2ABF的周长是 。 2.设1F,2F为椭圆400251622yx的焦点,P为椭圆上的任一点,则21FPF的周长是多少?21FPF的面积的最大值是多少?
3.设点P是椭圆2212516xy上的一点,12,FF是焦点,若12FPF是直角,则12FPF的面积为 。
变式:已知椭圆14416922yx,焦点为1F、2F,P是椭圆上一点. 若6021PFF, 求21FPF的面积.
五.离心率的有关问题 1.椭圆1422myx的离心率为21,则m 2.从椭圆短轴的一个端点看长轴两端点的视角为0120,则此椭圆的离心率e为 3.椭圆的一焦点与短轴两顶点组成一个等边三角形,则椭圆的离心率为
4.设椭圆的两个焦点分别为F1、、F2,过F2作椭圆长轴的垂线交椭圆于点P,若△F1PF2为等腰直角三角形,求椭圆的离心率。
5.在ABC△中,3,2||,300ABCSABA.若以AB,为焦点的椭圆经过点C,则该椭圆的离心率e .
讲练结合六.最值问题 1.椭圆2214xy两焦点为F1、F2,点P在椭圆上,则|PF1|·|PF2|的最大值为_____,最小值为_____
2、椭圆2212516xy两焦点为F1、F2,A(3,1)点P在椭圆上,则|PF1|+|PA|的最大值为_____,最小值为 ___
3、已知椭圆2214xy,A(1,0),P为椭圆上任意一点,求|PA|的最大值 最小值 。 4.设F是椭圆322x+242y=1的右焦点,定点A(2,3)在椭圆内,在椭圆上求一点P使|PA|+2|PF|最小,求P点坐标 最小值 .
知识点四:椭圆与(a>b>0)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x轴、y轴和原点对称 顶点 , ,
轴 长轴长=,短轴长= 离心率 准线方程 焦半径 , ,
注意:椭圆,(a>b>0)的相同点为形状、大小都相同,参数间的关系都有a>b>0和,a2=b2+c2;不同点为两种椭圆的位置不同,它们的焦点坐标也不相同。
1.如何确定椭圆的标准方程? 任何椭圆都有一个对称中心,两条对称轴。当且仅当椭圆的对称中心在坐标原点,对称轴是坐标轴,椭圆的方程才是标准方程形式。此时,椭圆焦点在坐标轴上。 确定一个椭圆的标准方程需要三个条件:两个定形条件a、b,一个定位条件焦点坐标,由焦点坐标的形式确定标准方程的类型。
2.椭圆标准方程中的三个量a、b、c的几何意义 椭圆标准方程中,a、b、c三个量的大小与坐标系无关,是由椭圆本身的形状大小所确定的,分别表示椭圆的长半轴长、短半轴长和半焦距长,均为正数,且三个量的大小关系为:a>b>0,a>c>0,且a2=b2+c2。 可借助下图帮助记忆:
a、b、c恰构成一个直角三角形的三条边,其中a是斜边,b、c为两条直角边。 3.如何由椭圆标准方程判断焦点位置 椭圆的焦点总在长轴上,因此已知标准方程,判断焦点位置的方法是:看x2、y2的分母的大小,哪个分母大,焦点就在哪个坐标轴上。
4.方程Ax2+By2=C(A、B、C均不为零)表示椭圆的条件
方程Ax2+By2=C可化为,即, 所以只有A、B、C同号,且A≠B时,方程表示椭圆。
当时,椭圆的焦点在x轴上; 当时,椭圆的焦点在y轴上。 5.求椭圆标准方程的常用方法: ①待定系数法:由题目条件确定焦点的位置,从而确定方程的类型,设出标准方程,再由条件确定方
程中的参数、、的值。其主要步骤是“先定型,再定量”; ②定义法:由题目条件判断出动点的轨迹是什么图形,然后再根据定义确定方程。
6.共焦点的椭圆标准方程形式上的差异 共焦点,则c相同。 与椭圆(a>b>0)共焦点的椭圆方程可设为(k>-b2)。此类问题常用待定系数法求解。
7.判断曲线关于x轴、y轴、原点对称的依据: ①若把曲线方程中的x换成―x,方程不变,则曲线关于y轴对称; ②若把曲线方程中的y换成―y,方程不变,则曲线关于x轴对称; ③若把曲线方程中的x、y同时换成―x、―y,方程不变,则曲线关于原点对称。
8.如何解决与焦点三角形△PF1F2(P为椭圆上的点)有关的计算问题? 与焦点三角形有关的计算问题时,常考虑到用椭圆的定义及余弦定理(或勾股定理)、
三角形面积公式相结合的方法进行计算与解题,将有关线段、、,有关角()结合起来,建立、之间的关系.
9.如何研究椭圆的扁圆程度与离心率的关系?
长轴与短轴的长短关系决定椭圆形状的变化。离心率,因为c2=a2-b2,a>c>0,用a、
b表示为,当越小时,椭圆越扁,e越大;当越大,椭圆趋近圆,e越小,并且0<e<1。
课后作业 1已知F1(-8,0),F2(8,0),动点P满足|PF1|+|PF2|=16,则点P的轨迹为( )
A 圆 B 椭圆 C线段 D 直线
2、椭圆221169xy左右焦点为F1、F2,CD为过F1的弦,则CDF1的周长为______
3已知方程22111xykk表示椭圆,则k的取值范围是( ) A -10 C k≥0 D k>1或k<-1 4、求满足以下条件的椭圆的标准方程 (1)长轴长为10,短轴长为6 (2)长轴是短轴的2倍,且过点(2,1) (3) 经过点(5,1),(3,2)
5、若⊿ABC顶点B、C坐标分别为(-4,0),(4,0),AC、AB边上的中线长之和为30,则⊿ABC的重心G的轨迹方程为______________________