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Z椭圆知识精讲
(一)椭圆的定义:
1、椭圆的定义:平面内与两个定点、的距离之和等于定长(大于)的点的轨迹叫做椭圆。这两个定点 、叫做椭圆的焦点,两焦点的距离叫做椭圆的焦距。
对椭圆定义的几点说明:
(1)“在平面内”是前提,否则得不到平面图形(去掉这个条件,我们将得到一个椭球面);
(2)“两个定点”的设定不同于圆的定义中的“一个定点”,学习时注意区分;
(3)作为到这两个定点的距离的和的“常数”,必须满足大于| F1F2|这个条件。若不然,当这个“常数”等于| F1F2|时,我们得到的是线段F1F2;当这个“常数”小于| F1F2|时,无轨迹。这两种特殊情况,同学们必须注意。
(4)下面我们对椭圆进行进一步观察,发现它本身具备对称性,有两条对称轴和一个对称中心,我们把它的两条对称轴与椭圆的交点记为A1, A2, B1, B2,于是我们易得| A1A2|的值就是那个“常数”,且|B2F2|+|B2F1|、|B1F2|+|B1F1|也等于那个“常数”。同学们想一想其中的道理。
(5)中心在原点、焦点分别在x轴上,y 轴上的椭圆标准方程分别为:
相同点是:形状相同、大小相同;都有 a b 0 ,。
不同点是:两种椭圆相对于坐标系的位置不同,它们的焦点坐标也不同(第一个椭圆的焦点坐标为(-c,0)和(c,0),第二个椭圆的焦点坐标为(0,-c)和(0,c)。椭圆的焦点在 x 轴上标准方程中x2项的分母较大;椭圆的焦点在 y 轴上标准方程中y2项的分母较大。
(二)椭圆的几何性质:
椭圆的几何性质可分为两类:一类是与坐标系有关的性质,如顶点、焦点、中心坐标;一类是与坐标系无关的本身固有性质,如长、短轴长、焦距、离心率.对于第一类性质,只要的有关性质中横坐标x和纵坐标y互换,就可以得出的有关性质。总结如下:
几点说明:
(1)长轴:线段,长为;短轴:线段,长为;焦点在长轴上。
(2)对于离心率e,因为ac0,所以0e1,离心率反映了椭圆的扁平程度。
由于,所以越趋近于1,越趋近于,椭圆越扁平;越趋近于0,越趋近于,椭圆越圆。
(3)观察下图,,所以,所以椭圆的离心率e = cos∠OF2B2
(三)直线与椭圆:
直线:(、不同时为0)
椭圆:
那么如何来判断直线和椭圆的位置关系呢?将两方程联立得方程组,通过方程组的解的个数来判断直线和椭圆交点的情况。方法如下:
消去得到关于的一元二次方程,化简后形式如下
,
(1)当时,方程组有两组解,故直线与椭圆有两个交点;
(2)当时,方程组有一解,直线与椭圆有一个公共点(相切);
(3)当时,方程组无解,直线和椭圆没有公共点。
注:当直线与椭圆有两个公共点时,设其坐标为,那么线段的长度(即弦长)为,设直线的斜率为,
可得:,然后我们可通过求出方程的根或用韦达定理求出。
[例1]求适合下列条件的椭圆的标准方程:
(1)(4,0)(40)P到两焦点的距离的和等于10;
(2)(02)(02)(,)
(3)A(2)B(2,1)
a、b即可。若判断不出焦点在哪个轴上,可采用标准方程的统一形式。
解析:(1)x轴上,所以设它的标准方程为=1(ab>0)
2a=10,2c=8,∴a=5,c=4
∴b2=a2-c2=52-42=9
所以所求的椭圆的标准方程为=1
(2)y轴上,所以设它的标准方程为=1(ab>0)
2a=
又c=2,∴b2=a2-c2=10-4=6
所以所求的椭圆的标准方程为=1
(3)x轴上,设所求椭圆方程为=1(ab>0)
A(2)B(2,1)
解之得
若焦点在y轴上,设所求椭圆方程为=1(ab>0),不合题意,舍去。
故所求的椭圆方程为=1
解法二:设所求椭圆方程为mx2+ny2=1(m0,n>0且m≠n)
由A(2)B(2,1)
即,解得
故所求的椭圆方程为=1
点评:(1)a、b。
(2)(3)mx2+ny2=1(m0,n>0)
[例2]已知B、C是两个定点,|BC|=6,且△ABC的周长等于16,求顶点A的轨迹方程。
分析:在解析几何里,求符合某种条件的点的轨迹方程,要建立适当的坐标系.为选择适当的坐标系,常常需要画出草图。如图所示,由△ABC的周长等于16,|BC|=6可知,点A到B、C两点的距离的和是常数,即|AB|+|AC|=16-6=10,因此,点A的轨迹是以B、C为焦点的椭圆,据此可建立坐标系并画出草图。
解析:如图所示,建立坐标系,使x轴经过点B、C,原点O与BC的中点重合。
由已知|AB|+|AC|+|BC|=16,|BC|=6,有|AB|+|AC|=10,即点A的轨迹是以B、C为焦点的椭圆,且2c=6,2a=10,
∴c=3,a=5,b2=52-32=16。
由于点A在直线BC上时,即y=0时,A、B、C三点不
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