第03讲 椭圆-【寒假自学课】2023年高二数学寒假精品课(人教A版2019选择性必修第一册)(解析版)
第 03 讲 椭圆
知识点 1 椭圆的定义
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.这两个定点叫做椭圆
的焦点,两焦点间的距离叫做椭圆的焦距.
注:在椭圆的定义中必须要注意以下两个问题
(1)定义中到两定点的距离之和是常数,而不能是变量.
(2)常数(2a)必须大于两定点间的距离,否则轨迹不是椭圆.
①若 ,M的轨迹为线段
F1F2
;
②若 ,M的轨迹无图形
知识点 2 椭圆的标准方程及简单几何性质
焦点的位置 焦点在 x轴上 焦点在 y轴上
【考点目录】
【知识梳理】
图形
标准方程 +=1(a>b>0) +=1(a>b>0)
范围 - a ≤ x ≤ a
且- b ≤ y ≤ b - b ≤ x ≤ b
且- a ≤ y ≤ a
顶点 A1( - a, 0) , A 2( a, 0), _ B1(0 ,- b ) , B 2(0 , b ) A1(0 ,- a ) , A 2(0 , a ), B 1( - b, 0) , B 2( b, 0)
轴长 长轴长=,短轴长=
焦点 F1( - c, 0) , F 2( c, 0) F1(0 ,- c ) , F 2(0 , c )
焦距 |F1F2|=
对称性 对称轴 x
轴和
y
轴 ,对称中心(0,0)
离心率 e=(0<e<1)(注:e==.)
注:1、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:方程右边为 1,左边是关于与的平方和,并且分母为不相等的正值.
③给出椭圆方程 (,, ),判断该方程所表示的椭圆的焦点位置的方法是:椭圆的
焦点在 轴上⇔标准方程中 项的分母较大;椭圆的焦点在 轴上⇔标准方程中 项的分母较大,这是判断
椭圆焦点所在坐标轴的重要方法.可简记作:焦点位置看大小,焦点跟着大的跑.(x
2
项和
y
2
项谁的分母大,焦
点就在谁的轴上.)
2、椭圆的简单几何性质
(1)椭圆的焦点一定在它的长轴上.
(2)椭圆上到中心的距离最小的点是短轴的两个端点,到中心的距离最大的点是长轴的两个端点.
(3)椭圆上到焦点的距离最大和最小的点分别是长轴的两个端点,最大值为 a+c,最小值为 a-c.
(4)椭圆有四个顶点、两个焦点,共六个特殊点,研究椭圆时一定要注意这六个特殊点的位置.
(5)已知椭圆的四个顶点,可以使用几何作图找出其焦点,方法是:以短轴的端点为圆心, a为半径作弧交
长轴于两点,这两点就是该椭圆的焦点.
(6)椭圆的离心率 e的大小反映椭圆的扁平程度,e越大,椭圆越扁;e越小,椭圆越圆.
拓展:用离心率 e=来刻画椭圆的扁平程度.
如图所示,在 Rt△BF2O中,cos∠BF2O=,记 e=,则 0<e<1,e越大,∠BF2O越小,椭圆越扁;e越小,
∠BF2O越大,椭圆越接近于圆.
(7)常用椭圆方程的设法
①与椭圆
x2
a2+y2
b2=1
(a>b>0)
共焦点的椭圆方程可设为:
x2
a2+m+y2
b2+m=1
(m>−b2)
②有相同离心率:
x2
a2+y2
b2=k
(
k>0
,焦点在 轴上)或
y2
a2+x2
b2=k
(
k>0
,焦点在 轴上)
知识点 3 椭圆的焦点三角形
椭圆上的一点与两焦点所构成的三角形称为焦点三角形.解决焦点三角形问题常利用椭圆的定义和正
弦定理、余弦定理.
以椭圆+=1(a>b>0)上一点 P(x0,y0)(y0≠0)和焦点 F1(-c,0),F2(c,0)为顶点的△PF1F2中,若∠F1PF2
=θ,则
(1)椭圆的定义:|PF1|+|PF2|=2a.
(2)余弦定理:4c2=|PF1|2+|PF2|2-2|PF1||PF2|·cos θ.
(3)面积公式:S△PF1F2=|PF1||PF2|·sin θ,当|y0|=b,即 P为短轴端点时,S△PF1F2取最大值,为 bc.
重要结论:S△PF1F2=
推导过程:由余弦定理得|F1F2|2=|PF1|2+|PF2|2-2|PF1||PF2|·cos θ得
由三角形的面积公式可得
S△PF1F2=
=
注:S△PF1F2= = = ( 是三角形内切圆的半径)
(4)焦点三角形的周长为 2(a+c).
(5)在椭圆 C:+=1(a>b>0)中,F1,F2是椭圆的两个焦点,P是椭圆上任意的一点,当点 P在短轴
端点时, 最大.
知识点 4 点与椭圆的位置关系
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