椭圆公开课一等奖ppt课件.ppt
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1、要点梳理要点梳理1.1.椭圆的定义椭圆的定义 (1 1)第一定义:在平面内到两定点)第一定义:在平面内到两定点F F1 1、F F2 2的距离的的距离的和等于常数(大于和等于常数(大于|F F1 1F F2 2|)的点的轨迹叫)的点的轨迹叫 .这这两定点叫做椭圆的两定点叫做椭圆的 ,两焦点间的距离叫做,两焦点间的距离叫做 .集合集合P P=MM|MFMF1 1|+|+|MFMF2 2|=2|=2a a,|F F1 1F F2 2|=2|=2c c,其中其中 a a0,0,c c0 0,且,且a a,c c为常数:为常数:(1 1)若)若 ,则集合,则集合P P为椭圆;为椭圆;8.1 8.1 椭
2、圆椭圆基础知识基础知识 自主学习自主学习椭圆椭圆焦点焦点焦距焦距a ac c第八章 圆锥曲线(2 2)若)若 ,则集合,则集合P P为线段;为线段;(3 3)若)若 ,则集合,则集合P P为空集为空集.a a=c ca ac c3.3.椭圆的几何性质椭圆的几何性质标准标准标准标准方程方程方程方程图形图形图形图形性性性性质质质质范围范围范围范围-a-a-a-ax x x xa a a a-b b b by y y yb b b b-b b b bx x x xb b b b-a a a ay y y ya a a a对称性对称性对称性对称性对称轴:坐标轴对称轴:坐标轴对称轴:坐标轴对称轴:坐标轴
3、 对称中心:原点对称中心:原点对称中心:原点对称中心:原点顶点顶点顶点顶点A A A A1 1 1 1(-(-(-(-a a a a,0),0),0),0),A A A A2 2 2 2(a a a a,0),0),0),0)B B B B1 1 1 1(0,-(0,-(0,-(0,-b b b b),),),),B B B B2 2 2 2(0,(0,(0,(0,b b b b)A A A A1 1 1 1(0,-(0,-(0,-(0,-a a a a),),),),A A A A2 2 2 2(0,(0,(0,(0,a a a a)B B B B1 1 1 1(-(-(-(-b b b b
4、,0),0),0),0),B B B B2 2 2 2(b b b b,0),0),0),0)轴轴轴轴长轴长轴长轴长轴A A A A1 1 1 1A A A A2 2 2 2的长为的长为的长为的长为2 2 2 2a a a a;短轴短轴短轴短轴B B B B1 1 1 1B B B B2 2 2 2的长为的长为的长为的长为2 2 2 2b b b b焦距焦距焦距焦距|F F F F1 1 1 1F F F F2 2 2 2|=2|=2|=2|=2c c c c离心率离心率离心率离心率a a a a,b b b b,c c c c的关系的关系的关系的关系c c c c2 2 2 2=a a a
5、a2 2 2 2-b b b b2 2 2 2准线准线准线准线基础自测基础自测1.1.已知椭圆的长轴长是短轴长的已知椭圆的长轴长是短轴长的2 2倍,则椭圆的离倍,则椭圆的离 心率等于心率等于 ()()A.B.C.D.A.B.C.D.解析解析 设长轴长、短轴长分别为设长轴长、短轴长分别为2 2a a、2 2b b,则则2 2a a=4=4b,b,D2.2.设设P P是椭圆是椭圆 上的点上的点.若若F F1 1,F F2 2是椭圆是椭圆 的两个焦点,则的两个焦点,则|PFPF1 1|+|+|PFPF2 2|等于等于 ()A.4 B.5 C.8 D.10A.4 B.5 C.8 D.10 解析解析 由
6、椭圆定义知由椭圆定义知|PFPF1 1|+|+|PFPF2 2|=2|=2a a=10.=10.DC4.4.已知椭圆已知椭圆C C的短轴长为的短轴长为6 6,离心率为,离心率为 ,则椭圆,则椭圆 C C的焦点的焦点F F到长轴的一个端点的距离为到长轴的一个端点的距离为 ()A.9A.9 B.1 B.1 C.1 C.1或或9 9 D.D.以上都不对以上都不对 解析解析 由题意得由题意得 a a=5=5,c c=4.=4.a a+c c=9=9,a a-c c=1.=1.C5.5.椭圆的两个焦点为椭圆的两个焦点为F F1 1、F F2 2,短轴的一个端点为,短轴的一个端点为A A,且且 F F1
7、1AFAF2 2是顶角为是顶角为120120的等腰三角形,则此的等腰三角形,则此 椭圆的离心率为椭圆的离心率为 .解析解析 由已知得由已知得AFAF1 1F F2 2=30=30,故,故cos 30cos 30=,从而从而e e=.=.题型一题型一 椭圆的定义椭圆的定义【例例1 1】一动圆与已知圆一动圆与已知圆O O1 1:(:(x x+3)+3)2 2+y y2 2=1=1外切外切,与与 圆圆O O2 2:(:(x x-3-3)2 2+y y2 2=81=81内切,试求动圆圆心的轨内切,试求动圆圆心的轨 迹方程迹方程.两圆相切时两圆相切时,圆心之间的距离与两圆圆心之间的距离与两圆 的半径有关
8、的半径有关,据此可以找到动圆圆心满足的条件据此可以找到动圆圆心满足的条件.思维启迪思维启迪题型分类题型分类 深度剖析深度剖析解解 两定圆的圆心和半径分别为两定圆的圆心和半径分别为O O1 1(-3(-3,0),0),r r1 1=1=1;O O2 2(3,0)(3,0),r r2 2=9.=9.设动圆圆心为设动圆圆心为MM(x x,y y),),半径为半径为R R,则由题设条件可得则由题设条件可得|MOMO1 1|=1+|=1+R R,|MOMO2 2|=9-|=9-R R.|MOMO1 1|+|+|MOMO2 2|=10.|=10.由椭圆的定义知:由椭圆的定义知:MM在以在以O O1 1、O
9、 O2 2为焦点的椭圆上为焦点的椭圆上,且且a a=5=5,c c=3.=3.b b2 2=a a2 2-c c2 2=25-9=16=25-9=16,故动圆圆心的轨迹方程为故动圆圆心的轨迹方程为探究提高探究提高 平面内一动点与两个定点平面内一动点与两个定点F F1 1、F F2 2的距的距离之和等于常数离之和等于常数2 2a a,当,当2 2a a|F F1 1F F2 2|时时,动点的轨迹动点的轨迹是椭圆;当是椭圆;当2 2a a=|=|F F1 1F F2 2|时时,动点的轨迹是线段动点的轨迹是线段F F1 1F F2 2;当当2 2a a|F F1 1F F2 2|时,轨迹不存在时,轨
10、迹不存在.已知圆(已知圆(x x+2+2)2 2+y y2 2=36=36的圆心为的圆心为MM,设设A A为圆上任一点,为圆上任一点,N N(2 2,0 0),线段),线段ANAN的垂直的垂直平分线交平分线交MAMA于点于点P P,则动点,则动点P P的轨迹是的轨迹是 ()A.A.圆圆 B.B.椭圆椭圆 C.C.双曲线双曲线 D.D.抛物线抛物线知能迁移知能迁移1 1解析解析 点点P P在线段在线段ANAN的垂直平分线上,的垂直平分线上,故故|PAPA|=|=|PNPN|,又,又AMAM是圆的半径,是圆的半径,|PMPM|+|+|PNPN|=|=|PMPM|+|+|PAPA|=|=|AMAM|
11、=6|=6|MNMN|,由椭圆定义知,由椭圆定义知,P P的轨迹是椭圆的轨迹是椭圆.答案答案 B题型二题型二 椭圆的标准方程椭圆的标准方程【例例2 2】已知点已知点P P在以坐标轴为对称轴的椭圆上,且在以坐标轴为对称轴的椭圆上,且 P P到两焦点的距离分别为到两焦点的距离分别为5 5、3 3,过,过P P且与长轴垂直且与长轴垂直 的直线恰过椭圆的一个焦点,求椭圆的方程的直线恰过椭圆的一个焦点,求椭圆的方程.思维启迪思维启迪设椭圆方程为设椭圆方程为设椭圆方程为设椭圆方程为根据题意求根据题意求根据题意求根据题意求a a a a,b b b b得方程得方程得方程得方程.解解 方法一方法一 设所求的椭
12、圆方程为设所求的椭圆方程为由已知条件得由已知条件得 解得解得a a=4,=4,c c=2,=2,b b2 2=12.=12.故所求方程为故所求方程为方法二方法二 设所求椭圆方程为设所求椭圆方程为 两个焦点分别为两个焦点分别为F F1 1,F F2 2.由题意知由题意知2 2a a=|=|PFPF1 1|+|+|PFPF2 2|=8,|=8,a a=4.=4.在方程在方程 中,令中,令x x=c c得得|y y|=,|=,在方程在方程 中,令中,令y y=c c得得|x x|=,|=,依题意有依题意有 =3=3,b b2 2=12.=12.椭圆的方程为椭圆的方程为探究提高探究提高 运用待定系数法
13、求椭圆标准方程,即设运用待定系数法求椭圆标准方程,即设法建立关于法建立关于a a、b b的方程组,先定型、再定量,若位的方程组,先定型、再定量,若位置不确定时,考虑是否两解,有时为了解题需要,置不确定时,考虑是否两解,有时为了解题需要,椭圆方程可设为椭圆方程可设为mxmx2 2+nyny2 2=1(=1(m m0,0,n n0,0,m mn n),由题目所给条件求出由题目所给条件求出m m、n n即可即可.知能迁移知能迁移2 2 (1 1)已知椭圆以坐标轴为对称轴)已知椭圆以坐标轴为对称轴,且且 长轴是短轴的长轴是短轴的3 3倍,并且过点倍,并且过点P P(3 3,0 0),求椭圆求椭圆 的方
14、程;的方程;(2 2)已知椭圆的中心在原点,以坐标轴为对称)已知椭圆的中心在原点,以坐标轴为对称 轴,且经过两点轴,且经过两点P P1 1(,1)1)、P P2 2(-(-,-)-),求椭圆的方程求椭圆的方程.解解 (1 1)若焦点在)若焦点在x x轴上,设方程为轴上,设方程为 (a ab b0).0).椭圆过椭圆过P P(3 3,0 0),),又又2 2a a=3=32 2b b,b b=1,=1,方程为方程为 若焦点在若焦点在y y轴上,设方程为轴上,设方程为椭圆过点椭圆过点P P(3 3,0 0),),=1,=1,又又2 2a a=3=32 2b b,a a=9,=9,方程为方程为所求椭
15、圆的方程为所求椭圆的方程为b b=3.=3.(2 2)设椭圆方程为)设椭圆方程为mxmx2 2+nyny2 2=1(=1(m m0,0,n n0 0且且m mn n).).椭圆经过椭圆经过P P1 1、P P2 2点,点,P P1 1、P P2 2点坐标适合椭圆方程,点坐标适合椭圆方程,则则 、两式联立,解得两式联立,解得所求椭圆方程为所求椭圆方程为题型三题型三 椭圆的几何性质椭圆的几何性质【例例3 3】已知已知F F1 1、F F2 2是椭圆的两个焦点,是椭圆的两个焦点,P P为椭圆上为椭圆上 一点,一点,F F1 1PFPF2 2=60=60.(1 1)求椭圆离心率的范围;)求椭圆离心率的
16、范围;(2 2)求证)求证:F F1 1PFPF2 2的面积只与椭圆的短轴长有关的面积只与椭圆的短轴长有关.(1 1)在)在PFPF1 1F F2 2中,使用余弦定理和中,使用余弦定理和|PFPF1 1|+|+|PFPF2 2|=2|=2a a,可求可求|PFPF1 1|PFPF2 2|与与a a,c c的关的关系,然后利用基本不等式找出不等关系,从而求系,然后利用基本不等式找出不等关系,从而求出出e e的的范围;范围;(2 2)利用)利用|PFPF1 1|PFPF2 2|sin 60|sin 60可证可证.思维启迪思维启迪(1 1)解解 设椭圆方程为设椭圆方程为|PFPF1 1|=|=m m
17、,|,|PFPF2 2|=|=n n.在在PFPF1 1F F2 2中,由余弦定理可知,中,由余弦定理可知,4 4c c2 2=m m2 2+n n2 2-2-2mnmncos 60cos 60.m m+n n=2=2a a,m m2 2+n n2 2=(m m+n n)2 2-2-2mnmn=4=4a a2 2-2-2mnmn,4 4c c2 2=4=4a a2 2-3-3mnmn,即即3 3mnmn=4=4a a2 2-4-4c c2 2.又又mnmn (当且仅当(当且仅当m m=n n时取等号)时取等号),44a a2 2-4-4c c2 233a a2 2,即,即e e .又又0 0e
18、 e1,1,e e的取值范围是的取值范围是 (2 2)证明证明 由(由(1 1)知)知mnmn=mnmnsin 60sin 60=即即PFPF1 1F F2 2的面积只与短轴长有关的面积只与短轴长有关.探究提高探究提高 (1 1)椭圆上一点与两焦点构成的三角形,)椭圆上一点与两焦点构成的三角形,称为椭圆的焦点三角形,与焦点三角形有关的称为椭圆的焦点三角形,与焦点三角形有关的计算或证明常利用正弦定理、余弦定理、计算或证明常利用正弦定理、余弦定理、|PFPF1 1|+|+|PFPF2 2|=2|=2a a,得到,得到a a、c c的关系的关系.(2 2)对)对F F1 1PFPF2 2的处理方法的
19、处理方法定义式的平方定义式的平方余弦定理余弦定理面积公式面积公式知能迁移知能迁移3 3 已知椭圆已知椭圆 的长、的长、短短轴端点分别为轴端点分别为A A、B B,从椭圆上一点从椭圆上一点MM(在(在x x轴轴 上方)向上方)向x x轴作垂线,恰好通过椭圆的左焦点轴作垂线,恰好通过椭圆的左焦点F F1 1,.(1 1)求椭圆的离心率)求椭圆的离心率e e;(2 2)设)设Q Q是椭圆上任意一点,是椭圆上任意一点,F F1 1、F F2 2分别是左、右分别是左、右 焦点,求焦点,求F F1 1QFQF2 2的取值范围的取值范围.解解 (1 1)F F1 1(-c c,0 0),则),则x xMM=
20、-=-c c,y yMM=,k kOMOM=-.=-.k kABAB=-=-,-=-=-,b b=c c,故,故e e=(2 2)设)设|F F1 1Q Q|=|=r r1 1,|F F2 2Q Q|=|=r r2 2,F F1 1QFQF2 2=,r r1 1+r r2 2=2=2a a,|F F1 1F F2 2|=2|=2c c,cos =cos =当且仅当当且仅当r r1 1=r r2 2时,时,cos =0,cos =0,题型四题型四 直线与椭圆的位置关系直线与椭圆的位置关系【例例4 4】(1212分)椭圆分)椭圆C C:的两的两 个焦点为个焦点为F F1 1,F F2 2,点,点P
21、 P在椭圆在椭圆C C上,且上,且PFPF1 1F F1 1F F2 2,|PFPF1 1|=|=,|PFPF2 2|=.|=.(1 1)求椭圆)求椭圆C C的方程;的方程;(2 2)若直线)若直线l l过圆过圆x x2 2+y y2 2+4+4x x-2-2y y=0=0的圆心的圆心MM,交椭圆,交椭圆 C C于于A A,B B两点,且两点,且A A,B B关于点关于点MM对称,求直线对称,求直线l l的的 方程方程.(1 1)可根据椭圆定义来求椭圆方程;)可根据椭圆定义来求椭圆方程;(2 2)方法一:设斜率为)方法一:设斜率为k k,表示出直线方程,表示出直线方程,然后然后 与椭圆方程联立
22、,利用根与系数的关系及中点坐与椭圆方程联立,利用根与系数的关系及中点坐 标公式求解;标公式求解;方法二:设出方法二:设出A A、B B两点坐标两点坐标,代入椭圆方程代入椭圆方程,作作 差变形差变形,利用中点坐标公式及斜率求解(即点差利用中点坐标公式及斜率求解(即点差 法)法).思维启迪思维启迪解解 (1 1)因为点)因为点P P在椭圆在椭圆C C上,上,所以所以2 2a a=|=|PFPF1 1|+|+|PFPF2 2|=6|=6,a a=3.=3.2 2分分 在在R RttPFPF1 1F F2 2中,中,故椭圆的半焦距故椭圆的半焦距c c=,44分分 从而从而b b2 2=a a2 2-c
23、 c2 2=4=4,所以椭圆所以椭圆C C的方程为的方程为 66分分 解题示范解题示范(2 2)方法一方法一 设点设点A A,B B的坐标分别为的坐标分别为(x x1 1,y y1 1),(),(x x2 2,y y2 2).).已知圆的方程为(已知圆的方程为(x x+2+2)2 2+(+(y y-1)-1)2 2=5,=5,所以圆心所以圆心MM的的坐标为(坐标为(-2-2,1 1),从而可设直线),从而可设直线l l的方程为:的方程为:y y=k k(x x+2)+1,+2)+1,8 8分分 代入椭圆代入椭圆C C的方程得:的方程得:(4+9(4+9k k2 2)x x2 2+(36+(36
24、k k2 2+18+18k k)x x+36+36k k2 2+36+36k k-27=0.-27=0.因为因为A A,B B关于点关于点MM对称,对称,所以所以 1010分分 所以直线所以直线l l的方程为的方程为y y=(=(x x+2)+1,+2)+1,即即8 8x x-9-9y y+25=0.+25=0.(经检验,所求直线方程符合题意)(经检验,所求直线方程符合题意)1212分分 方法二方法二 已知圆的方程为(已知圆的方程为(x x+2+2)2 2+(+(y y-1)-1)2 2=5,=5,所以圆心所以圆心MM的坐标为(的坐标为(-2-2,1 1),),88分分 设设A A,B B的坐
25、标分别为(的坐标分别为(x x1 1,y y1 1),(,(x x2 2,y y2 2).).由题意由题意x x1 1x x2 2,由由-得:得:因为因为A A,B B关于点关于点MM对称,对称,所以所以x x1 1+x x2 2=-4,=-4,y y1 1+y y2 2=2,=2,代入代入得得即直线即直线l l的斜率为的斜率为 ,1010分分 所以直线所以直线l l的方程为的方程为y y-1=(-1=(x x+2),+2),即即8 8x x-9-9y y+25=0.+25=0.(经检验,所求直线方程符合题意)(经检验,所求直线方程符合题意).12.12分分 探究提高探究提高(1 1)直线方程
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