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2018版高中数学北师大版选修2-1学案:第三章 1-1 椭圆及其标准方程一 含答案 精品

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1.1 椭圆及其标准方程(一)

学习目标 1.了解椭圆的实际背景,经历从具体情境中抽象出椭圆的过程、椭圆标准方程的推导与化简过程.2.掌握椭圆的定义、标准方程及几何图形.

知识点一 椭圆的定义

思考1 给你两个图钉、一根无弹性的细绳、一张纸板,一支铅笔,如何画出一个椭圆?

思考2 在上述画椭圆过程中,笔尖移动需满足哪些条件?如果改变这些条件,笔尖运动时形成的轨迹是否还为椭圆?

梳理 (1)我们把平面内到两个定点F1,F2的距离之和等于______(大于|F1F2|)的点的集合叫作______.这两个定点叫作椭圆的______,两焦点间的距离叫作椭圆的______. (2)椭圆的定义用集合语言叙述为: P={M||MF1|+|MF2|=2a,2a>|F1F2|}.

(3)2a与|F1F2|的大小关系所确定的点的轨迹如下表:

条件 2a>|F1F2| 2a=|F1F2| 结论 动点的轨迹是椭圆 动点的轨迹是线段F1F2

2a<|F1F2|

知识点二 椭圆的标准方程

动点不存在,因此轨迹不存在 思考1 在椭圆的标准方程中a>b>c一定成立吗?

思考2 若两定点A、B间的距离为6,动点P到两定点的距离之和为10,如何求出点P的轨迹方程?

梳理 (1)椭圆标准方程的两种形式

x2y2

形式一:2+2=1(a>b>0),表示中心在原点,焦点在______上的椭圆的标准方程,其中b2=

aba2-c2.

y2x2

形式二:2+2=1(a>b>0),表示中心在原点,焦点在y轴上的椭圆的标准方程,其中b2=a2

ab-c2.

(2)椭圆的标准方程与其在坐标系中的位置的对应关系

椭圆在坐标系中的位置 标准方程 焦点坐标 a,b,c的关系

(3)根据方程判断椭圆的焦点位置及求焦点坐标

判断椭圆焦点在哪个轴上就要判断椭圆标准方程中x2项和y2项的分母哪个更大一些,即“谁y2x2

大在谁上”.如方程为+=1的椭圆,焦点在y轴上,而且可求出焦点坐标F1(0,-1),F2(0,1),

54焦距|F1F2|=2.

y2x2+=1(a>b>0) a2b2F1(0,-c),F2(0,c) x2y2+=1(a>b>0) a2b2F1(-c,0),F2(c,0) b2=a2-c2

类型一 椭圆的定义解读

例1 点P(-3,0)是圆C:x2+y2-6x-55=0内一定点,动圆M与已知圆相内切且过P点,判断圆心M的轨迹. 引申探究

若将本例中圆C的方程改为x2+y2-6x-27=0呢?

反思与感悟 椭圆是在平面内定义的,所以“平面内”这一条件不能忽视. 定义中到两定点的距离之和是常数,而不能是变量.

常数(2a)必须大于两定点间的距离,否则轨迹不是椭圆,这是判断一曲线是否为椭圆的限制条件.

跟踪训练1 下列命题是真命题的是________.(将所有真命题的序号都填上) ①已知定点F1(-1,0),F2(1,0),则满足|PF1|+|PF2|=2的点P的轨迹为椭圆; ②已知定点F1(-2,0),F2(2,0),则满足|PF1|+|PF2|=4的点P的轨迹为线段; ③到定点F1(-3,0),F2(3,0)的距离相等的点的轨迹为椭圆. 类型二 求椭圆的标准方程

命题角度1 用待定系数法求椭圆的标准方程

111

例2 求中心在原点,焦点在坐标轴上,且经过两点P(,),Q(0,-)的椭圆的标准方程.

332引申探究

x2y2

求与椭圆+=1有相同焦点,且过点(3,15)的椭圆方程.

259

反思与感悟 (1)若椭圆的焦点位置不确定,需要分焦点在x轴上和在y轴上两种情况讨论,也可设椭圆方程为mx2+ny2=1(m≠n,m>0,n>0).

x2y2x2y2

(2)与椭圆2+2=1(a>b>0)有公共焦点的椭圆方程为2+2=1(a>b>0,b2>-λ),与椭圆

aba+λb+λy2x2y2x2

+2=1(a>b>0,b2>-λ). 2+2=1(a>b>0)有公共焦点的椭圆方程为2aba+λb+λ跟踪训练2 求适合下列条件的椭圆的标准方程.

(1)椭圆的两个焦点坐标分别为F1(-4,0),F2(4,0),椭圆上一点P到两焦点的距离之和等于10; (2)椭圆过点(3,2),(5,1);

(3)椭圆的焦点在x轴上,且经过点(2,0)和点(0,1).

命题角度2 用定义法求椭圆的标准方程

例3 已知一动圆M与圆C1:(x+3)2+y2=1外切,与圆C2:(x-3)2+y2=81内切,试求动圆圆心M的轨迹方程.

反思与感悟 用定义法求椭圆标准方程的思路:先分析已知条件,看所求动点轨迹是否符合椭圆的定义,若符合椭圆的定义,可以先定位,再确定a,b的值.

4525跟踪训练3 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和,33过点P作长轴的垂线,垂足恰好为椭圆的一个焦点,求此椭圆的方程.

类型三 椭圆中焦点三角形问题

y2x2

例4 (1)已知P是椭圆+=1上的一点,F1,F2是椭圆的两个焦点,且∠F1PF2=30°,求

54△F1PF2的面积;

x2y2

(2)已知椭圆+=1的焦点为F1,F2,点P在椭圆上.若|PF1|=4,求∠F1PF2的大小.

92

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