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3.1 椭 圆
3.1.1 椭圆及其标准方程
学习指导
核心素养
1.了解椭圆的实际背景,感受椭圆在刻画现实世界和解决实际问题中的作用.
2.经历从具体情境中抽象出椭圆模型的过程,掌握椭圆的定义及标准方程.
1.数学抽象:结合教材实例理解椭圆的定义及应用.
2.逻辑推理、数学运算:椭圆标准方程的推导及求解.
第1课时 椭圆及其标准方程(一)
知识点一 椭圆的定义
(1)定义:我们把平面内与两个定点F1,F2的距离的和等于常数(大于|F1F2|)的点的轨迹叫做椭圆.
(2)焦点:两个定点F1,F2.
(3)焦距:两焦点间的距离|F1F2|.
(4)几何表示:|MF1|+|MF2|=2a(常数)且2a|F1F2|.
(1)椭圆的定义中提到的“常数”一般用2a表示,焦距一般用2c表示.设点M(x,y)是椭圆上任意一点,则椭圆的定义的数学表达式为|MF1|+|MF2|=2a(2a>|F1F2|).
(2)当2a=|F1F2|时,点的轨迹是线段F1F2.
(3)当2a<|F1F2|时,点的轨迹不存在.
判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)已知F1(-4,0),F2(4,0),平面内到F1,F2两点的距离之和等于8的点的轨迹是椭圆.( )
(2)已知F1(-4,0),F2(4,0),平面内到F1,F2两点的距离之和等于6的点的轨迹是椭圆.( )
(3)平面内到点F1(-4,0),F2(4,0)两点的距离之和等于点M(5,3)到点F1,F2的距离之和的点的轨迹是椭圆.( )
(4)平面内到点F1(-4,0),F2(4,0)距离相等的点的轨迹是椭圆.( )
解析:(1)×.因为2a=|F1F2|=8,动点的轨迹是线段F1F2,不是椭圆.
(2)×.2a<|F1F2|,动点不存在,因此轨迹不存在.
(3)√.符合椭圆的定义.
(4)×.平面内到点F1(-4,0),F2(4,0)距离相等的点的轨迹是线段F1F2的垂直平分线.
答案:(1)× (2)× (3)√ (4)×
知识点二 椭圆的标准方程
焦点在x轴上
焦点在y轴上
标准方程
eq \f(x2,a2) + eq \f(y2,b2) =1(ab0)
eq \f(y2,a2) + eq \f(x2,b2) =1(ab0)
图形
焦点坐标
(-c,0),(c,0)
(0,-c),(0,c)
a,b,c的关系
c2=a2-b2
椭圆的标准方程的特征
(1)几何特征:椭圆的中心在坐标原点,焦点在x轴或y轴上.
(2)代数特征:左边是“平方+平方”,右边是“1”,椭圆的焦点在x轴上?标准方程中含x2项的分式的分母较大;椭圆的焦点在y轴上?标准方程中含y2项的分式的分母较大.
1.已知a=5,c=2,焦点在y轴上,则椭圆的标准方程为________.
解析:由已知得b2=a2-c2=21,于是椭圆的标准方程为 eq \f(y2,25) + eq \f(x2,21) =1.
答案: eq \f(y2,25) + eq \f(x2,21) =1
2.若椭圆方程为 eq \f(x2,10) + eq \f(y2,6) =1,则其焦点在________轴上,焦点坐标为________.
解析:因为10>6,所以焦点在x轴上,且a2=10,b2=6,所以c2=10-6=4,c=2,故焦点坐标为(2,0)和(-2,0).
答案:x (2,0)和(-2,0)
考点一 待定系数法求椭圆的标准方程
求满足下列条件的椭圆的标准方程.
(1)椭圆的焦点在x轴上,且经过点(2,0)和点(0,1);
(2)椭圆的焦点在y轴上,且椭圆与y轴的一个交点为P(0,-10),点P到离它较近的一个焦点的距离等于2.
【解】 (1)由椭圆的焦点在x轴上,
设椭圆的标准方程为 eq \f(x2,a2) + eq \f(y2,b2) =1(a>b>0).
因为椭圆经过点(2,0)和点(0,1),
所以 eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(\f(4,a2)=1,,\f(1,b2)=1,,)) 解得 eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(a2=4,,b2=1.,)) 所以椭圆的标准方程为 eq \f(x2,4) +y2=1.
(2)由椭圆的焦点在y轴上,
设椭圆的标准方程为 eq \f(y2,a2) + eq \f(x2,b2) =1(a>b>0).
因为点P(0,-10)在椭圆上,所以 eq \f(100,a2) =1,所以a2=100.
因为点P到离它较近的一个焦点的距离为2,
所以-c-(-10)=2,所以c=8,所以b2=a2-c2=36.
所以椭圆的标准方程为 eq \f(y2,100) + eq \f(x2,36) =1.
利用待定系数法求椭圆标准方程的步骤
(1)作判断:依据条件
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