高中数学解析几何椭圆性质与定义(8页).doc

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1、-高中数学解析几何椭圆性质与定义-第 8 页椭圆的性质及应用一、圆锥曲线圆锥与平面的截线通常有：圆、椭圆、双曲线、抛物线，其中的椭圆、双曲线、抛物线叫圆锥曲线，其中抛物线是圆锥面与平行于某条母线的平面相截而得的曲线，双曲线是圆锥面与平行于轴的平面相截而得的曲线，圆是圆锥面与垂直于轴的平面相截而得的曲线，其他平面截取的则为椭圆。圆锥曲线有一个共同的定义：即：圆锥曲线是到定点距离与到定直线间距离之比为常值的点之轨迹。二、椭圆的定义椭圆是平面上到两定点的距离之和为常值的点之轨迹，也可定义为到定点距离与到定直线间距离之比为一个小于1常值的点之轨迹。椭圆的第一定义：平面内与两定点F、F的距离的和等于常数

2、2a (2a|FF|)的动点P的轨迹叫做椭圆。即：PF+PF=2a ，其中两定点F、F叫做椭圆的焦点，两焦点的距离FF叫做椭圆的焦距。若2a=|FF|，为线段，若2ab0)，这样的椭圆长轴在x轴上，焦点在X轴时，若，(ab0)，这样的椭圆长轴在y轴上。焦点在y轴时。有两条线段，a、b中较大者为椭圆长半轴长，较短者为短半轴长，当ab时，焦点在x轴上，焦距为，焦距与长、短半轴的关系: 椭圆的第二定义由椭圆的第一定义：可到椭圆方程为：将代入，可得：所以：由此可得：所以可得椭圆的第二个定义：平面上到定点F距离与到定直线间距离之比为常数的点的集合（定点F不在定直线上，该常数为小于1的正数）,其中定点F为

3、椭圆的焦点，定直线称为椭圆的准线（该定直线的方程是）。常数e是椭圆的离心率。 注意：准线和焦点对应，左准线对应左焦点，右准线对应右焦点下面我们介绍第二定义的几何说明：可以找到两个球，它们均满足：和圆锥相切于一个圆，与截面相切于一个点。一个在截面和圆锥顶角之间（即截得的圆锥体的内切球，小球），另一个在截面与圆锥顶角异侧（即圆锥体外切球，大球）。两个球与截面相切的两个点即是两个焦点，两个球与圆锥相切的两个圆，那两个圆所在的两个平面（它们是平行的）分别与原来的截面的交线即是两条准线。通过三角函数的知识应该可以证明截得的图形上的点到焦点和到相应准线的比值为定值设P为截面b与圆锥交线上的动点，两个球与截

4、面b的交点为固定点，即为椭圆的焦点，平面b与平面a的交线为固定直线，即为椭圆的准线。E为大球和截面b的交点，显然PP1为动点到定直线的距离，设大的球心为O，PE和PP2为大球外一点P到大球的两个切线，所以有PE=PP2思考为什么PE一定为切线，（PE为截面b内的直线，而截面b与球仅仅一个交点）椭圆的第三定义：椭圆的其他定义根据椭圆的一条重要性质也就是椭圆上的点与椭圆短轴两端点连线的斜率之积是定值（）可以得出：平面内与两定点的连线的斜率之积是常数k的动点的轨迹是椭圆，此时k应满足一定的条件，也就是排除斜率不存在的情况。三、.圆锥曲线的几何性质：ab。椭圆可以看作圆在某方向上的拉伸，它的参数方程是

5、：x=acos ， y=bsin 举例：若，且，则的最大值是_，的最小值是_（答：）2. 标准形式为的椭圆在（x0，y0）点的切线为 ： PF1=a+ex0 PF2=a-ex0 （1）弦长公式：若直线与圆锥曲线相交于两点A、B，且分别为A、B的横坐标，则，若分别为A、B的纵坐标，则， （2）直线l：y=x+1与椭圆交于A，B两点，P为椭圆上一点，求PAB面积的最大值. （3）相切、相交、相离的条件6直线与圆锥曲线的位置关系：（1）相交：直线与椭圆相交； 直线与双曲线相交，但直线与双曲线相交不一定有，当直线与双曲线的渐近线平行时，直线与双曲线相交且只有一个交点，故是直线与双曲线相交的充分条件，但

6、不是必要条件；直线与抛物线相交，但直线与抛物线相交不一定有，当直线与抛物线的对称轴平行时，直线与抛物线相交且只有一个交点，故也仅是直线与抛物线相交的充分条件，但不是必要条件。5范围即|x|a，|y|b，这说明椭圆在直线x=a和直线y=b所围成的矩形里(图2-18)注意结合图形讲解，并指出描点画图时，就不能取范围以外的点6对称性x轴、y轴是椭圆的对称轴，原点是椭圆的对称中心即椭圆中心7顶点只须令x=0，得y=b，点B1(0，-b)、B2(0，b)是椭圆和y轴的两个交点；令y=0，得x=a，点A1(-a，0)、A2(a，0)是椭圆和x轴的两个交点强调指出：椭圆有四个顶点A1(-a，0)、A2(a，

7、0)、B1(0，-b)、B2(0，b)8离心率教师直接给出椭圆的离心率的定义：再讲清离心率e的几何意义：椭圆上一点到焦点的距离和它到准线的距离的比ac0， 0e1再结合图形分析离心率的大小对椭圆形状的影响：(2)当e接近0时，c越接近0，从而b越接近a，因此椭圆接近圆；(3)当e=0时，c=0，a=b两焦点重合，椭圆图形就是圆了课堂练习：1已知 是椭圆 上一点，若 到椭圆右准线的距离是 ，则 到左焦点的距离为_2若椭圆 的离心率为 ，则它的长半轴长是_答案：1 21或23求下列椭圆的长轴和短轴的长、焦距、离心率、各个顶点和焦点坐标、准线方程：(1)25x2+4y2-100=0，(2)x2+4y

8、2-1=04我国发射的科学实验人造地球卫星的运行轨道是以地球的中心为一个焦点的椭圆，近地点距地面266Km，远地点距地面1826Km，求这颗卫星的轨道方程的方程4答案：顶点(0，2)可能是长轴的端点，也可能是短轴的一个端点，故分两种情况求方程：5点P与一定点F(2，0)的距离和它到一定直线x=8的距离的比是12，求点P的轨迹方程，并说明轨迹是什么图形三、例题讲解例1：求出椭圆方程和长轴顶点、焦点、准线方程；解：因为把椭圆向右平移一个单位即可以得到椭圆所以问题1中的所有问题均不变，均为长轴顶点、焦点、准线方程分别为：，；长轴顶点、焦点、准线方程分别为：，；思考：求出椭圆方程准线方程例2、设AB是

9、过椭圆右焦点的弦，那么以AB为直径的圆必与椭圆的右准线（ ）分析：如何判断直线与圆的位置关系呢？解：设AB的中点为M，则M即为圆心，直径是|AB|；记椭圆的右焦点为F，右准线为；过点A、B、M分别作出准线的垂线，分别记为由梯形的中位线可知又由椭圆的第二定义可知即又且故直线与圆相离例3、已知点为椭圆的上任意一点，、分别为左右焦点；且求的最小值 求的最小值 求的最小值分析：应如何把表示出来解：左准线：，作于点D，记由第二定义可知： 故有所以有当A、M、D三点共线时，|MA|+|MD|有最小值：即的最小值是变式1：的最小值；解：变式2：的最小值；解：DAF111MF211其最小值=10-AF2课堂练

10、习：已知的右焦点，点M为椭圆的动点，求的最小值，并求出此时点M的坐标。例4. 已知 ， 为椭圆 上的两点， 是椭圆的右焦点若 ， 的中点到椭圆左准线的距离是 ，试确定椭圆的方程解：由椭圆方程可知 、两准线间距离为 设 ， 到右准线距离分别为 ， ，由椭圆定义有 ，所以 ，则 ， 中点 到右准线距离为 ，于是 到左准线距离为 ， ，所求椭圆方程为 例5方程表示什么曲线？解：；即方程表示到定点的距离与到定直线的距离的比常数（且该常数小于1）方程表示椭圆例6、（06四川高考15）如图把椭圆的长轴AB分成8等分，过每个等分点作轴的垂线交椭圆的上半部分于七个点，F是椭圆的一个焦点，则=解法一：，设的横坐

11、标为，则不妨设其焦点为左焦点由得解法二：由题意可知和关于轴对称，又由椭圆的对称性及其第一定义可知，同理可知，故例7.动圆与定圆C1：（x+1）2+y2=36内切, 与定圆C2：（x-1）2+y2=4外切，求圆心M的方程。椭圆练习题1椭圆第二定义的应用：例1设是椭圆上任意一点，为其左焦点，求的最值例2在椭圆上求一点，使它到两焦点的距离之积为16例3已知A、B是椭圆上的两点，是其右焦点，若，中点到椭圆左准线的距离为，求椭圆方程例4已知椭圆，问能否在轴下方的椭圆弧上找到一点M，使M到下准线的距离等于M到两焦点的距离的比例中项？若能找到，求出此点坐标；若不能找到，请说明理由例5一个椭圆的焦点是和，长半

12、轴长是，求这个椭圆的方程例6已知椭圆方程为是椭圆内的两点，是椭圆上任意一点，求：（1）的最小值；（2）的最大值和最小值例7已知是椭圆的两个焦点，是椭圆上一点，且求的面积椭 圆1. 点P处的切线PT平分PF1F2在点P处的外角.2. PT平分PF1F2在点P处的外角，则焦点在直线PT上的射影H点的轨迹是以长轴为直径的圆，除去长轴的两个端点.3. 以焦点弦PQ为直径的圆必与对应准线相离.4. 以焦点半径PF1为直径的圆必与以长轴为直径的圆内切.5. 若在椭圆上，则过的椭圆的切线方程是.6. 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.7. 椭圆 (ab0)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.8. 椭圆（ab0）的焦半径公式：9. 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MFNF.10. 过椭圆一个焦点F的直线与椭圆交于两点P、Q, A1、A2为椭圆长轴上的顶点，A1P和A2Q交于点M，A2P和A1Q交于点N，则MFNF.11. AB是椭圆的不平行于对称轴的弦，M为AB的中点，则，即。12. 若在椭圆内，则被Po所平分的中点弦的方程是.13. 若在椭圆内，则过Po的弦中点的轨迹方程是.