高中数学圆锥曲线之椭圆
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椭圆(讲义)
知识点睛
一、曲线与方程
1. 曲线C上的点与二元方程()0fxy,的对应关系:
(1)曲线上点的坐标都是这个方程的解;
(2)以这个方程的解为坐标的点都是曲线上的点.
那么,这个方程叫做曲线的方程;这条曲线叫做方程的曲线.
2. 求曲线的方程的一般步骤:
(1)建立适当的坐标系,用有序实数对(x,y)表示曲线上任意一点M的坐标;
(2)写出适合条件p的点M的集合
{|()}PMpM;
(3)用坐标表示条件p(M),列出方程()0fxy,;
(4)化方程()0fxy,为最简形式;
(5)说明以化简后的方程的解为坐标的点都在曲线上.
二、椭圆及其标准方程
我们把平面内与两个定点1F,2F的距离的和等于常数(大于12||FF)的点的轨迹叫做椭圆.
这两个定点叫做椭圆的焦点,两焦点间的距离叫做椭圆的焦距.
如图,设( )Mxy,是椭圆上任意一点,椭圆的焦距为2(0)cc,
那么焦点1F,2F的坐标分别为( 0)c,,( 0)c,.
又设M与1F,2F的距离的和等于2(0)aa.
ccF2F1OMyx
由椭圆的定义,椭圆就是集合
12{|||||2}PMMFMFa.
因为222212||() ||()MFxcyMFxcy,,
所以
2222()()2xcyxcya.
2
为化简这个方程,将左边的一个根式移到右边,得
2222()2()xcyaxcy,
将这个方程两边平方,得
2222222()44()()xcyaaxcyxcy,
整理得
222()acxaxcy,
上式两边再平方,得
4222222222222aacxcxaxacxacay,
整理得
22222222()()acxayaac,
两边同除以222()aac,得
222221xyaac. ①
由椭圆的定义可知,22220acacac,即,所以.
由图可知,221212|||| |||| ||PFPFaOFOFcPOac,,,
令22||bPOac,那么①式就是22221(0)xyabab.
椭圆的标准方程:22221(0)xyabab.
三、椭圆的几何性质
标准方程 22221(0)xyabab 22221(0)xyabba PxyOF1F2
3
图象
F2F1B1B2A2A1OyxxyOA1A2B2B1F1F2
性质 范围 []xaa,
[]ybb, []xbb,
[]yaa,
对称性
对称轴__________
对称中心________
顶点 1(0)Aa,,2(0)Aa,
1(0)Bb,,2(0)Bb, 1(0)Aa,,2(0)Aa,
1(0)Bb,,2(0)Bb,
轴
长轴12AA的长为________
短轴12BB的长为________
焦点 1(0)Fc,,2(0)Fc, 1(0)Fc,,2(0)Fc,
焦距 12||FF________
离心率 cea,e________
a,b,c的关系 2c________
精讲精练
1. 已知点P是直线230xy上的一个动点,定点(12)M,,Q是线段PM延长线上的一点,且||||PMMQ,则点Q的轨迹方程是( )
A.210xy B.250xy
C.210xy D.250xy
O yx
4
2. 已知一条直线l和它上方的一个点F,点F到l的距离是2.
一条曲线也在l的上方,它上面每一点到F的距离减去到l的距离的差都是2,建立适当的坐标系,求这条曲线的方程.
3. 过原点的直线与圆22650xyx相交于A,B两点,求弦AB的中点M的轨迹方程.
xOy
4. 写出适合下列条件的椭圆的标准方程:
(1)4a,1b,焦点在x轴上;
(2)4a,15c,焦点在y轴上;
(3)10ab,25c.
OxyyOx
5
5. 如图,1F,2F分别为椭圆的左、右焦点,椭圆上点M的横坐标等于右焦点的横坐标,纵坐标等于短半轴长的23,则椭圆的离心率为__________.
xyMOF1F2
6. 设e是椭圆2214xyk的离心率,且1(1)2e,,则实数k的取值范围是( )
A.(03), B.16(3)3,
C.16(03)()3U,, D.(02),
7. 设1F,2F分别是椭圆221259xy的左、右焦点,P为椭圆上一点,M是1FP的中点,O为坐标原点,||3OM,则点P到椭圆左焦点的距离为( )
A.4 B.6
C.3 D.7
yxOOxyyxOOxy
6
8. 已知椭圆的方程是2221(5)25xyaa,它的两个焦点分别为
1F,2F,且12||8FF,过点1F的直线AB交椭圆于A,B两点,则△2ABF的周长为( )
A.10 B.20 C.241 D.441
9. 已知点P是椭圆221259xy上的一点,M,N分别是两圆:
22(4)1xy和22(4)1xy上的点,则||||PMPN的
最小值、最大值分别为( )
A.9,12 B.8,11 C.8,12 D.10,12
10. 如图,圆O的半径为定长r,A是圆O内一个定点,P是圆上任意一点.线段AP的垂直平分线l和半径OP相交于点 Q,当点P在圆上运动时,点Q的轨迹是什么?
lOAQP
OxyOxy
7
11. 点M与定点(2 0)F,的距离和它到定直线x = 8的距离之比是
1:2,求点M的轨迹方程,并说明轨迹是什么图形.
x=8OyxF
12. 如图,从椭圆22221(0)xyabab上一点P向x轴作垂线,
垂足恰为左焦点1F.又点A是椭圆与x轴正半轴的交点,点B是椭圆与y轴正半轴的交点,且AB∥OP,1||105FA,求该椭圆的方程.
PAF1OByx
8
13. 如图,已知椭圆221259xy,直线l:45400xy.椭圆上是否存在一点,它到直线l的距离最小?最小距离是多少?
lxOy
9
14. 如图,椭圆E:22221(0)xyabab的右焦点(3 0)F,,过点F的直线交椭圆E于A,B两点,若AB的中点坐标为(1 1),,求E的方程.
BAFOxy
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回顾与思考
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【参考答案】
知识点睛
三、对称轴:x轴、y轴; 对称中心:原点;
2a 2b 2c (01), 22ab
精讲精练
1.D 2.21(0)8yxx 3.2230xxy
4.(1)22116xy;(2)22116yx;
(3)2213616xy或2213616yx
5.53 6.C 7.A 8.D 9.C
10.点Q的轨迹是以O,A为焦点,以r为长轴长的椭圆.
11.点M的轨迹方程是2211612xy,
轨迹是以(2,0)、(-2,0)为焦点,以8为长轴长的椭圆.
12.221105xy