橢圓的中心及其對稱性;判斷曲線關(guān)于x軸、y軸及原點(diǎn)對稱的依據(jù);如果曲線具有關(guān)于x軸、y軸及原點(diǎn)對稱中的任意兩種,那么它也具有另一種對稱性;注意橢圓不因坐標(biāo)軸改變的固有性質(zhì)。下面是圓的知識點(diǎn)總結(jié)。
高中圓的知識點(diǎn)總結(jié)
一、教學(xué)內(nèi)容:
橢圓的方程
高考要求:理解橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程和幾何性質(zhì).
重點(diǎn):橢圓的方程與幾何性質(zhì).
難點(diǎn):橢圓的方程與幾何性質(zhì).
二、知識點(diǎn):
1、橢圓的定義、標(biāo)準(zhǔn)方程、圖形和性質(zhì)
定義第一定義:平面內(nèi)與兩個定點(diǎn))的點(diǎn)的軌跡叫作橢圓,這兩個定點(diǎn)叫做橢圓的焦點(diǎn),兩焦點(diǎn)間的距離叫做橢圓的焦距第二定義:
平面內(nèi)到動點(diǎn)距離與到定直線距離的比是常數(shù)e.(0
標(biāo)
準(zhǔn)
方
程焦點(diǎn)在x軸上
焦點(diǎn)在y軸上
圖形焦點(diǎn)在x軸上
焦點(diǎn)在y軸上
性質(zhì)焦點(diǎn)在x軸上
范圍:
對稱性:軸、軸、原點(diǎn).
頂點(diǎn):,.
離心率:e
概念:橢圓焦距與長軸長之比
定義式:
范圍:
2、橢圓中a,b,c,e的關(guān)系是:(1)定義:r1+r2=2a
(2)余弦定理:+-2r1r2cos(3)面積:=r1r2sin?2c|y0|(其中P()
三、基礎(chǔ)訓(xùn)練:
1、橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程為
,焦點(diǎn)坐標(biāo)是,長軸長為___2____,短軸長為2、橢圓的值是__3或5__;
3、兩個焦點(diǎn)的坐標(biāo)分別為___;
4、已知橢圓上一點(diǎn)P到橢圓一個焦點(diǎn)的距離是7,則點(diǎn)P到另一個焦點(diǎn)5、設(shè)F是橢圓的一個焦點(diǎn),B1B是短軸,,則橢圓的離心率為6、方程=10,化簡的結(jié)果是;
滿足方程7、若橢圓短軸上的兩個三等分點(diǎn)與兩個焦點(diǎn)構(gòu)成一個正方形,則橢圓的離心率為
8、直線y=kx-2與焦點(diǎn)在x軸上的橢圓9、在平面直角坐標(biāo)系頂點(diǎn),頂點(diǎn)在橢圓上,則10、已知點(diǎn)F是橢圓的右焦點(diǎn),點(diǎn)A(4,1)是橢圓內(nèi)的一點(diǎn),點(diǎn)P(x,y)(x0)是橢圓上的一個動點(diǎn),則的最大值是8.
【典型例題】
例1、(1)已知橢圓的中心在原點(diǎn),焦點(diǎn)在坐標(biāo)軸上,長軸長是短軸長的3倍,短軸長為4,求橢圓的方程.
(2)中心在原點(diǎn),焦點(diǎn)在x軸上,右焦點(diǎn)到短軸端點(diǎn)的距離為2,到右頂點(diǎn)的距離為1,求橢圓的方程.
解:設(shè)方程為.
所求方程為(3)已知三點(diǎn)P,(5,2),F(xiàn)1(-6,0),F(xiàn)2(6,0).設(shè)點(diǎn)P,F(xiàn)1,F(xiàn)2關(guān)于直線y=x的對稱點(diǎn)分別為,求以為焦點(diǎn)且過點(diǎn)的橢圓方程.
解:(1)由題意可設(shè)所求橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程為所以所求橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程為(4)求經(jīng)過點(diǎn)M(,1)的橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程.
解:設(shè)方程為
例2、如圖所示,我國發(fā)射的第一顆人造地球衛(wèi)星運(yùn)行軌道是以地心(地球的中心)為一個焦點(diǎn)的橢圓,已知它的近地點(diǎn)A(離地面最近的點(diǎn))距地面439km,遠(yuǎn)地點(diǎn)B(離地面最遠(yuǎn)的點(diǎn))距地面2384km,并且、A、B在同一直線上,設(shè)地球半徑約為6371km,求衛(wèi)星運(yùn)行的軌道方程(精確到1km).
解:建立如圖所示直角坐標(biāo)系,使點(diǎn)A、B、在軸上,
則=|OA|-|O|=|A|=6371+439=6810
解得=7782.5,=972.5
.
衛(wèi)星運(yùn)行的軌道方程為
例3、已知定圓
分析:由兩圓內(nèi)切,圓心距等于半徑之差的絕對值根據(jù)圖形,用數(shù)學(xué)符號表示此結(jié)論:
上式可以變形為,又因?yàn),所以圓心M的軌跡是以P,Q為焦點(diǎn)的橢圓
解:知圓可化為:圓心Q(3,0),
設(shè)動圓圓心為,則為半徑又圓M和圓Q內(nèi)切,所以,
即,故M的軌跡是以P,Q為焦點(diǎn)的橢圓,且PQ中點(diǎn)為原點(diǎn),所以,故動圓圓心M的軌跡方程是:
例4、已知橢圓的焦點(diǎn)是|和|(1)求橢圓的方程;
(2)若點(diǎn)P在第三象限,且=120,求.
選題意圖:綜合考查數(shù)列與橢圓標(biāo)準(zhǔn)方程的基礎(chǔ)知識,靈活運(yùn)用等比定理進(jìn)行解題.
解:(1)由題設(shè)||=2||=4
(2)設(shè),則=60-
由正弦定理得:
由等比定理得:
.
說明:曲線上的點(diǎn)與焦點(diǎn)連線構(gòu)成的三角形稱曲線三角形,與曲線三角形有關(guān)的問題常常借助正(余)弦定理,借助比例性質(zhì)進(jìn)行處理.對于第二問還可用后面的幾何性質(zhì),借助焦半徑公式余弦定理把P點(diǎn)橫坐標(biāo)先求出來,再去解三角形作答
例5、如圖,已知一個圓的圓心為坐標(biāo)原點(diǎn),半徑為2,從這個圓上任意一點(diǎn)P向軸作垂線段PP?@,求線段PP?@的中點(diǎn)M的軌跡(若M分PP?@之比為,求點(diǎn)M的軌跡)
解:(1)當(dāng)M是線段PP?@的中點(diǎn)時,設(shè)動點(diǎn),則的坐標(biāo)為
因?yàn)辄c(diǎn)在圓心為坐標(biāo)原點(diǎn)半徑為2的圓上,
所以有所以點(diǎn)
(2)當(dāng)M分PP?@之比為時,設(shè)動點(diǎn),則的坐標(biāo)為
因?yàn)辄c(diǎn)在圓心為坐標(biāo)原點(diǎn)半徑為2的圓上,所以有,
例6、設(shè)向量=(1,0),=(x+m)+y=(x-m)+y|+|(I)求動點(diǎn)P(x,y)的軌跡方程;
(II)已知點(diǎn)A(-1,0),設(shè)直線y=(x-2)與點(diǎn)P的軌跡交于B、C兩點(diǎn),問是否存在實(shí)數(shù)m,使得?若存在,求出m的值;若不存在,請說明理由.
解:(I)∵=(1,0),=(0,1),|=6
上式即為點(diǎn)P(x,y)到點(diǎn)(-m,0)與到點(diǎn)(m,0)距離之和為6.記F1(-m,0),F(xiàn)2(m,0)(0
|PF1|+|PF2|=6|F1F2|
又∵x0,P點(diǎn)的軌跡是以F1、F2為焦點(diǎn)的橢圓的右半部分.
∵2a=6,a=3
又∵2c=2m,c=m,b2=a2-c2=9-m2
所求軌跡方程為(x0,0
(II)設(shè)B(x1,y1),C(x2,y2),
而y1y2=(x1-2)?(x2-2)
=[x1x2-2(x1+x2)+4]
[x1x2-2(x1+x2)+4]
=[10x1x2+7(x1+x2)+13]
若存在實(shí)數(shù)m,使得成立
則由[10x1x2+7(x1+x2)+13]=
可得10x1x2+7(x1+x2)+10=0①
消去y,得(10-m2)x2-4x+9m2-77=0②
因?yàn)橹本與點(diǎn)P的軌跡有兩個交點(diǎn).
由①、④、⑤解得m2=9,且此時△0
但由⑤,有9m2-77=0與假設(shè)矛盾
不存在符合題意的實(shí)數(shù)m,使得
例7、已知C1:,拋物線C2:(y-m)2=2px(p0),且C1、C2的公共弦AB過橢圓C1的右焦點(diǎn).
(Ⅰ)當(dāng)ABx軸時,求p、m的值,并判斷拋物線C2的焦點(diǎn)是否在直線AB上;
(Ⅱ)若p=,且拋物線C2的焦點(diǎn)在直線AB上,求m的值及直線AB的方程.
解:(Ⅰ)當(dāng)ABx軸時,點(diǎn)A、B關(guān)于x軸對稱,所以m=0,直線AB的方程為x=1,從而點(diǎn)A的坐標(biāo)為(1,)或(1,-).
此時C2的焦點(diǎn)坐標(biāo)為(,0),該焦點(diǎn)不在直線AB上.
(Ⅱ)當(dāng)C2的焦點(diǎn)在AB上時,由(Ⅰ)知直線AB的斜率存在,設(shè)直線AB的方程為y=k(x-1).
因?yàn)镃2的焦點(diǎn)F(,m)在y=k(x-1)上.
所以k2x2-(k2+2)x+=0②
設(shè)A(x1,y1),B(x2,y2),則x1+x2=
(3+4k2)x2-8k2x+4k2-12=0③
由于x1、x2也是方程③的兩根,所以x1+x2=
又m=-m=或m=-
當(dāng)m=時,直線AB的方程為y=-(x-1);
當(dāng)m=-時,直線AB的方程為y=(x-1).
例8、已知橢圓C:(a0,b0)的左、右焦點(diǎn)分別是F1、F2,離心率為e.直線l:y=ex+a與x軸,y軸分別交于點(diǎn)A、B,M是直線l與橢圓C的一個公共點(diǎn),P是點(diǎn)F1關(guān)于直線l的對稱點(diǎn),設(shè)=.
(Ⅰ)證明:(Ⅱ)若,△MF1F2的周長為6,寫出橢圓C的方程;
(Ⅲ)確定解:(Ⅰ)因?yàn)锳、B分別為直線l:y=ex+a與x軸、y軸的交點(diǎn),所以A、B的坐標(biāo)分別是A(-,0),B(0,a).
(Ⅱ)當(dāng)時,a=2c
由△MF1F2的周長為6,得2a+2c=6
a=2,c=1,b2=a2-c2=3
故所求橢圓C的方程為
(Ⅲ)∵PF1lPF1F2=90BAF1為鈍角,要使△PF1F2為等腰三角形,必有|PF1|=|F1F2|,即|PF1|=C.
設(shè)點(diǎn)F1到l的距離為d,由
即當(dāng)(注:也可設(shè)P(x0,y0),解出x0,y0求之)
【模擬試題】
一、選擇題
1、動點(diǎn)M到定點(diǎn)和的距離的和為8,則動點(diǎn)M的軌跡為
A、橢圓B、線段C、無圖形D、兩條射線
2、設(shè)橢圓的兩個焦點(diǎn)分別為F1、F2,過F2作橢圓長軸的垂線交橢圓于點(diǎn)P,若△F1PF2為等腰直角三角形,則橢圓的離心率是
A、C、2--1
3、(2004年高考湖南卷)F1、F2是橢圓C:的焦點(diǎn),在C上滿足PF1PF2的點(diǎn)P的個數(shù)為
A、2個B、4個C、無數(shù)個D、不確定
4、橢圓的左、右焦點(diǎn)為F1、F2,一直線過F1交橢圓于A、B兩點(diǎn),則△ABF2的周長為
A、32B、16C、8D、4
5、已知點(diǎn)P在橢圓(x-2)2+2y2=1上,則的最小值為
6、我們把離心率等于黃金比是優(yōu)美橢圓,F(xiàn)、A分別是它的左焦點(diǎn)和右頂點(diǎn),B是它的短軸的一個端點(diǎn),則等于
A、C、
二、填空題
7、橢圓的頂點(diǎn)坐標(biāo)為和,焦點(diǎn)坐標(biāo)為,焦距為,長軸長為,短軸長為,離心率為,準(zhǔn)線方程為.
8、設(shè)F是橢圓的右焦點(diǎn),且橢圓上至少有21個不同的點(diǎn)Pi(i=1,2,),使得|FP1|、|FP2|、|FP3|組成公差為d的等差數(shù)列,則d的取值范圍是.
9、設(shè),是橢圓的兩個焦點(diǎn),P是橢圓上一點(diǎn),且,則得.
10、若橢圓=1的準(zhǔn)線平行于x軸則m的取值范圍是
三、解答題
11、根據(jù)下列條件求橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程
(1)和橢圓共準(zhǔn)線,且離心率為.
(2)已知P點(diǎn)在以坐標(biāo)軸為對稱軸的橢圓上,點(diǎn)P到兩焦點(diǎn)的距離分別為和,過P作長軸的垂線恰好過橢圓的一個焦點(diǎn).
12、已知軸上的一定點(diǎn)A(1,0),Q為橢圓上的動點(diǎn),求AQ中點(diǎn)M的軌跡方程
13、橢圓的焦點(diǎn)為=(3,-1)共線.
(1)求橢圓的離心率;
(2)設(shè)M是橢圓上任意一點(diǎn),且=、R),證明為定值.
【試題答案】
1、B
2、D
3、A
4、B
5、D(法一:設(shè),則y=kx代入橢圓方程中得:(1+2k2)x2-4x+3=0,由△0得:.法二:用橢圓的參數(shù)方程及三角函數(shù)的有界性求解)
6、C
7、(;(0,);6;10;8;;.
10、m且m0.
11、(1)設(shè)橢圓方程.
所求橢圓方程為的坐標(biāo)為
13、解:設(shè)P點(diǎn)橫坐標(biāo)為x0,則為鈍角.當(dāng)且僅當(dāng).
14、(1)解:設(shè)橢圓方程,F(xiàn)(c,0),則直線AB的方程為y=x-c,代入,化簡得:
由=(x1+x2,y1+y2),共線,得:3(y1+y2)+(x1+x2)=0,
又y1=x1-c,y2=x2-c
3(x1+x2-2c)+(x1+x2)=0,x1+x2=
(2)證明:由(1)知a2=3b2,所以橢圓可化為x2+3y2=3b2
∵M(jìn)2+3