橢圓及其標(biāo)準(zhǔn)方程講義(教師版)_第1頁
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文檔簡介

1.用待定系數(shù)法求橢圓標(biāo)準(zhǔn)方程的一般步驟(1)定位置:根據(jù)條件判斷橢圓的焦點是在x軸上,還是在y軸上,還是兩個坐標(biāo)軸都有可能.(2)設(shè)方程:根據(jù)上述判斷設(shè)方程eq\f(x2,a2)+eq\f(y2,b2)=1(a>b>0)或eq\f(x2,b2)+eq\f(y2,a2)=1(a>b>0)或整式形式mx2+ny2=1(m>0,n>0,m≠n).(3)找關(guān)系:根據(jù)已知條件建立關(guān)于a,b,c(或m,n)的方程組.(4)得方程:解方程組,將解代入所設(shè)方程,寫出標(biāo)準(zhǔn)形式即為所求.2.橢圓定義在焦點三角形中的應(yīng)用技巧(1)橢圓的定義具有雙向作用,即若|MF1|+|MF2|=2a(2a>|F1F2|),則點M的軌跡是橢圓;反之,橢圓上任意一點M到兩焦點的距離之和必為2a.(2)涉及焦點三角形面積時,可把|PF1|,|PF2|看作一個整體,運(yùn)用|PF1|2+|PF2|2=(|PF1|+|PF2|)2-2|PF1|·|PF2|及余弦定理求出|PF1|·|PF2|,而無需單獨(dú)求解3.與橢圓有關(guān)的軌跡方程的求法常用方法有:直接法、定義法和代入法。4.對定義法求軌跡方程的認(rèn)識如果能確定動點運(yùn)動的軌跡滿足某種已知曲線的定義,則可以利用這種已知曲線的定義直接寫出其方程,這種求軌跡方程的方法稱為定義法.定義法在我們后續(xù)要學(xué)習(xí)的圓錐曲線的問題中被廣泛使用,是一種重要的解題方法.5.代入法(相關(guān)點法)若所求軌跡上的動點P(x,y)與另一個已知曲線C:F(x,y)=0上的動點Q(x1,y1)存在著某種聯(lián)系,可以把點Q的坐標(biāo)用點P的坐標(biāo)表示出來,然后代入已知曲線C的方程F(x,y)=0,化簡即得所求軌跡方程,這種求軌跡方程的方法叫做代入法(又稱相關(guān)點法).知識點1橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程焦點在x軸上焦點在y軸上標(biāo)準(zhǔn)方程eq\f(x2,a2)+eq\f(y2,b2)=1(a>b>0)eq\f(y2,a2)+eq\f(x2,b2)=1(a>b>0)【題1】求滿足下列條件的橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程:(1)兩個焦點的坐標(biāo)分別為F1(-4,0),F(xiàn)2(4,0),并且橢圓上一點P與兩焦點的距離的和等于10;(2)焦點坐標(biāo)分別為(0,-2),(0,2),經(jīng)過點(4,3eq\r(2));(3)經(jīng)過兩點(2,-eq\r(2)),eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(-1,\f(\r(14),2))).[解](1)因為橢圓的焦點在x軸上,且c=4,2a=10,所以a=5,b=eq\r(a2-c2)=eq\r(25-16)=3,所以橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程為eq\f(x2,25)+eq\f(y2,9)=1.(2)因為橢圓的焦點在y軸上,所以可設(shè)它的標(biāo)準(zhǔn)方程為eq\f(y2,a2)+eq\f(x2,b2)=1(a>b>0).法一:由橢圓的定義知2a=eq\r(4-02+3\r(2)+22)+eq\r(4-02+3\r(2)-22)=12,解得a=6.又c=2,所以b=eq\r(a2-c2)=4eq\r(2).所以橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程為eq\f(y2,36)+eq\f(x2,32)=1.法二:因為所求橢圓過點(4,3eq\r(2)),所以eq\f(18,a2)+eq\f(16,b2)=1.又c2=a2-b2=4,可解得a2=36,b2=32.所以橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程為eq\f(y2,36)+eq\f(x2,32)=1.(3)法一:若焦點在x軸上,設(shè)橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程為eq\f(x2,a2)+eq\f(y2,b2)=1(a>b>0).由已知條件得eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(\f(4,a2)+\f(2,b2)=1,,\f(1,a2)+\f(14,4b2)=1,))解得eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(a2=8,,b2=4.))所以所求橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程為eq\f(x2,8)+eq\f(y2,4)=1.若焦點在y軸上,設(shè)橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程為eq\f(y2,a2)+eq\f(x2,b2)=1(a>b>0).由已知條件得eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(\f(4,b2)+\f(2,a2)=1,,\f(1,b2)+\f(14,4a2)=1,))解得eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(b2=8,,a2=4.))則a2<b2,與a>b>0矛盾,舍去.綜上可知,所求橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程為eq\f(x2,8)+eq\f(y2,4)=1.法二:設(shè)橢圓的一般方程為Ax2+By2=1(A>0,B>0,A≠B).分別將兩點的坐標(biāo)(2,-eq\r(2)),eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(-1,\f(\r(14),2)))代入橢圓的一般方程,得eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(4A+2B=1,,A+\f(14,4)B=1,))解得eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(A=\f(1,8),,B=\f(1,4),))所以所求橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程為eq\f(x2,8)+eq\f(y2,4)=1.知識點二橢圓中的焦點三角形把平面內(nèi)與兩個定點F1,F(xiàn)2的距離的和等于常數(shù)(大于|F1F2|)的點的軌跡叫做橢圓,這兩個定點叫做橢圓的焦點,兩焦點間的距離叫做橢圓的焦距,焦距的一半稱為半焦距.【題2】已知橢圓eq\f(x2,4)+eq\f(y2,3)=1中,點P是橢圓上一點,F(xiàn)1,F(xiàn)2是橢圓的焦點,且∠PF1F2=120°,則△PF1F2的面積為________.【答案】eq\f(3\r(3),5)【解析】由eq\f(x2,4)+eq\f(y2,3)=1,可知a=2,b=eq\r(3),所以c=eq\r(a2-b2)=1,從而|F1F2|=2c=2.在△PF1F2中,由余弦定理得|PF2|2=|PF1|2+|F1F2|2-2|PF1||F1F2|cos∠PF1F2,即|PF2|2=|PF1|2+4+2|PF1|. ①由橢圓定義得|PF1|+|PF2|=2a=4. ②由①②聯(lián)立可得|PF1|=eq\f(6,5).所以Seq\s\do5(△PF1F2)=eq\f(1,2)|PF1||F1F2|sin∠PF1F2=eq\f(1,2)×eq\f(6,5)×2×eq\f(\r(3),2)=eq\f(3\r(3),5).]知識點三與橢圓有關(guān)的軌跡問題用定義法求橢圓的方程,首先要利用平面幾何知識將題目條件轉(zhuǎn)化為到兩定點的距離之和為定值,然后判斷橢圓的中心是否在原點、對稱軸是否為坐標(biāo)軸,最后由定義確定橢圓的基本量a,b,c.【題3】如圖所示,圓C:(x+1)2+y2=25及點A(1,0),Q為圓上一點,AQ的垂直平分線交CQ于點M,求點M的軌跡方程.【解析】由垂直平分線的性質(zhì)可知|MQ|=|MA|,∴|CM|+|MA|=|CM|+|MQ|=|CQ|,∴|CM|+|MA|=5.∴點M的軌跡為橢圓,其中2a=5,焦點為C(-1,0),A(1,0),∴a=eq\f(5,2),c=1,∴b2=a2-c2=eq\f(25,4)-1=eq\f(21,4).∴所求點M的軌跡方程為eq\f(x2,\f(25,4))+eq\f(y2,\f(21,4))=1,即eq\f(4x2,25)+eq\f(4y2,21)=1.考點數(shù)學(xué)運(yùn)算求橢圓的方程【題4】求與橢圓eq\f(x2,25)+eq\f(y2,9)=1有相同焦點,且過點(3,eq\r(15))的橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程.【解析】因為所求橢圓與橢圓eq\f(x2,25)+eq\f(y2,9)=1的焦點相同,所以其焦點在x軸上,且c2=25-9=16.設(shè)所求橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程為eq\f(x2,a2)+eq\f(y2,b2)=1(a>b>0).因為c2=16,且c2=a2-b2,故a2-b2=16 ①.又點(3,eq\r(15))在所求橢圓上,所以eq\f(32,a2)+eq\f(\r(15)2,b2)=1,即eq\f(9,a2)+eq\f(15,b2)=1 ②.由①②得a2=36,b2=20,所以所求橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程為eq\f(x2,36)+eq\f(y2,20)=1.一、選擇題A.4 B.5 C.7 D.83.橢圓的焦距為8,且橢圓上一點到兩焦點的距離為10,則該橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程是()【答案】B4.已知F1,F(xiàn)2是橢圓+=1的兩焦點,過點F2的直線交橢圓于A,B兩點.在△AF1B中,若有兩邊之和是10,則第三邊的長度為()A.6 B.5 C.4 D.3【答案】A【解析】因為根據(jù)已知條件可知,橢圓+=1中16>9,說明焦點在x軸上,同時a=4,b=3,而過點F2的直線交橢圓于A,B兩點,則點A到F2,F(xiàn)1的距離和為2a=8,點B到F2,F(xiàn)1的距離和為2a=8,結(jié)合橢圓的定義可知△AF1B的周長為4a=16.在結(jié)合三角形的周長公式可知,其中兩邊之和為10,則另一邊的長度為1610=6故選A.5.△ABC的兩個頂點坐標(biāo)A(4,0),B(4,0),它的周長是18,則頂點C的軌跡方程是()【答案】D【答案】D【答案】BD二、填空題解答題12.設(shè)F1,F(xiàn)2分別是橢圓C:eq\f(x2,a2)+eq\f(y2,b2)=1(a>b>0)的左、右焦點,設(shè)橢圓C上一點eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\r(3),\f(\r(3),2)))到兩焦點F1,F(xiàn)2的距離和等于4,寫出橢圓C的方程和焦點坐標(biāo).【解析】∵橢圓上一點到兩焦點的距離之和為4,∴2a=4,a2=4,∵點eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\r(3),\f(\r(3),2)))是橢圓上的一點,∴eq\f(\r(3)2,4)+eq\f(\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(\r(3),2)))\s\up12(2),b2)=1,∴b2=3,∴c2=1,∴橢圓C的方程為eq\f(x2,4)+eq\f(y2,3)=1.焦點坐標(biāo)分別為(-1,0),(1,0).13.

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