橢圓的中心及其對稱性;判斷曲線關于x軸、y軸及原點對稱的依據;如果曲線具有關于x軸、y軸及原點對稱中的任意兩種,那么它也具有另一種對稱性;注意橢圓不因坐標軸改變的固有性質。下面是圓的知識點總結。
高中圓的知識點總結
一、教學內容:
橢圓的方程
高考要求:理解橢圓的標準方程和幾何性質.
重點:橢圓的方程與幾何性質.
難點:橢圓的方程與幾何性質.
二、知識點:
1、橢圓的定義、標準方程、圖形和性質
定義第一定義:面內與兩個定點)的點的軌跡叫作橢圓,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第二定義:
面內到動點距離與到定直線距離的比是常數e.(0
標
準
方
程焦點在x軸上
焦點在y軸上
圖形焦點在x軸上
焦點在y軸上
性質焦點在x軸上
范圍:
對稱性:軸、軸、原點.
頂點:,.
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、基礎訓練:
1、橢圓的標準方程為
,焦點坐標是,長軸長為___2____,短軸長為2、橢圓的值是__3或5__;
3、兩個焦點的坐標分別為___;
4、已知橢圓上一點P到橢圓一個焦點的距離是7,則點P到另一個焦點5、設F是橢圓的一個焦點,B1B是短軸,,則橢圓的離心率為6、方程=10,化簡的結果是;
滿足方程7、若橢圓短軸上的兩個三等分點與兩個焦點構成一個正方形,則橢圓的離心率為
8、直線y=kx-2與焦點在x軸上的橢圓9、在面直角坐標系頂點,頂點在橢圓上,則10、已知點F是橢圓的右焦點,點A(4,1)是橢圓內的一點,點P(x,y)(x0)是橢圓上的一個動點,則的最大值是8.
【典型例題】
例1、(1)已知橢圓的中心在原點,焦點在坐標軸上,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,焦點在x軸上,右焦點到短軸端點的距離為2,到右頂點的距離為1,求橢圓的方程.
解:設方程為.
所求方程為(3)已知三點P,(5,2),F1(-6,0),F2(6,0).設點P,F1,F2關于直線y=x的對稱點分別為,求以為焦點且過點的橢圓方程.
解:(1)由題意可設所求橢圓的標準方程為所以所求橢圓的標準方程為(4)求經過點M(,1)的橢圓的標準方程.
解:設方程為
例2、如圖所示,我國發射的第一顆人造地球衛星運行軌道是以地心(地球的中心)為一個焦點的橢圓,已知它的地點A(離地面最的點)距地面439km,遠地點B(離地面最遠的點)距地面2384km,并且、A、B在同一直線上,設地球半徑約為6371km,求衛星運行的軌道方程(精確到1km).
解:建立如圖所示直角坐標系,使點A、B、在軸上,
則=|OA|-|O|=|A|=6371+439=6810
解得=7782.5,=972.5
.
衛星運行的軌道方程為
例3、已知定圓
分析:由兩圓內切,圓心距等于半徑之差的絕對值根據圖形,用數學符號表示此結論:
上式可以變形為,又因為,所以圓心M的軌跡是以P,Q為焦點的橢圓
解:知圓可化為:圓心Q(3,0),
設動圓圓心為,則為半徑又圓M和圓Q內切,所以,
即,故M的軌跡是以P,Q為焦點的橢圓,且PQ中點為原點,所以,故動圓圓心M的軌跡方程是:
例4、已知橢圓的焦點是|和|(1)求橢圓的方程;
(2)若點P在第三象限,且=120,求.
選題意圖:綜合考查數列與橢圓標準方程的基礎知識,靈活運用等比定理進行解題.
解:(1)由題設||=2||=4
(2)設,則=60-
由正弦定理得:
由等比定理得:
.
說明:曲線上的點與焦點連線構成的三角形稱曲線三角形,與曲線三角形有關的問題常常借助正(余)弦定理,借助比例性質進行處理.對于第二問還可用后面的幾何性質,借助焦半徑公式余弦定理把P點橫坐標先求出來,再去解三角形作答
例5、如圖,已知一個圓的圓心為坐標原點,半徑為2,從這個圓上任意一點P向軸作垂線段PP?@,求線段PP?@的中點M的軌跡(若M分PP?@之比為,求點M的軌跡)
解:(1)當M是線段PP?@的中點時,設動點,則的坐標為
因為點在圓心為坐標原點半徑為2的圓上,
所以有所以點
(2)當M分PP?@之比為時,設動點,則的坐標為
因為點在圓心為坐標原點半徑為2的圓上,所以有,
例6、設向量=(1,0),=(x+m)+y=(x-m)+y|+|(I)求動點P(x,y)的軌跡方程;
(II)已知點A(-1,0),設直線y=(x-2)與點P的軌跡交于B、C兩點,問是否存在實數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P(x,y)到點(-m,0)與到點(m,0)距離之和為6.記F1(-m,0),F2(m,0)(0
|PF1|+|PF2|=6|F1F2|
又∵x0,P點的軌跡是以F1、F2為焦點的橢圓的右半部分.
∵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]
若存在實數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
因為直線與點P的軌跡有兩個交點.
由①、④、⑤解得m2=9,且此時△0
但由⑤,有9m2-77=0與假設矛盾
不存在符合題意的實數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.
(Ⅰ)當ABx軸時,求p、m的值,并判斷拋物線C2的焦點是否在直線AB上;
(Ⅱ)若p=,且拋物線C2的焦點在直線AB上,求m的值及直線AB的方程.
解:(Ⅰ)當ABx軸時,點A、B關于x軸對稱,所以m=0,直線AB的方程為x=1,從而點A的坐標為(1,)或(1,-).
此時C2的焦點坐標為(,0),該焦點不在直線AB上.
(Ⅱ)當C2的焦點在AB上時,由(Ⅰ)知直線AB的斜率存在,設直線AB的方程為y=k(x-1).
因為C2的焦點F(,m)在y=k(x-1)上.
所以k2x2-(k2+2)x+=0②
設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m=時,直線AB的方程為y=-(x-1);
當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A、B,M是直線l與橢圓C的一個公共點,P是點F1關于直線l的對稱點,設=.
(Ⅰ)證明:(Ⅱ)若,△MF1F2的周長為6,寫出橢圓C的方程;
(Ⅲ)確定解:(Ⅰ)因為A、B分別為直線l:y=ex+a與x軸、y軸的交點,所以A、B的坐標分別是A(-,0),B(0,a).
(Ⅱ)當時,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.
設點F1到l的距離為d,由
即當(注:也可設P(x0,y0),解出x0,y0求之)
【模擬試題】
一、選擇題
1、動點M到定點和的距離的和為8,則動點M的軌跡為
A、橢圓B、線段C、無圖形D、兩條射線
2、設橢圓的兩個焦點分別為F1、F2,過F2作橢圓長軸的垂線交橢圓于點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,在C上滿足PF1PF2的點P的個數為
A、2個B、4個C、無數個D、不確定
4、橢圓的左、右焦點為F1、F2,一直線過F1交橢圓于A、B兩點,則△ABF2的周長為
A、32B、16C、8D、4
5、已知點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美橢圓,F、A分別是它的左焦點和右頂點,B是它的短軸的一個端點,則等于
A、C、
二、填空題
7、橢圓的頂點坐標為和,焦點坐標為,焦距為,長軸長為,短軸長為,離心率為,準線方程為.
8、設F是橢圓的右焦點,且橢圓上至少有21個不同的點Pi(i=1,2,),使得|FP1|、|FP2|、|FP3|組成公差為d的等差數列,則d的取值范圍是.
9、設,是橢圓的兩個焦點,P是橢圓上一點,且,則得.
10、若橢圓=1的準線行于x軸則m的取值范圍是
三、解答題
11、根據下列條件求橢圓的標準方程
(1)和橢圓共準線,且離心率為.
(2)已知P點在以坐標軸為對稱軸的橢圓上,點P到兩焦點的距離分別為和,過P作長軸的垂線恰好過橢圓的一個焦點.
12、已知軸上的一定點A(1,0),Q為橢圓上的動點,求AQ中點M的軌跡方程
13、橢圓的焦點為=(3,-1)共線.
(1)求橢圓的離心率;
(2)設M是橢圓上任意一點,且=、R),證明為定值.
【試題答案】
1、B
2、D
3、A
4、B
5、D(法一:設,則y=kx代入橢圓方程中得:(1+2k2)x2-4x+3=0,由△0得:.法二:用橢圓的參數方程及三角函數的有界性求解)
6、C
7、(;(0,);6;10;8;;.
10、m且m0.
11、(1)設橢圓方程.
所求橢圓方程為的坐標為
13、解:設P點橫坐標為x0,則為鈍角.當且僅當.
14、(1)解:設橢圓方程,F(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
∵M2+3