《高考數(shù)學(xué)一輪復(fù)習(xí)學(xué)案訓(xùn)練課件北師大版理科: 第8章 平面解析幾何 第5節(jié) 橢 圓學(xué)案 理 北師大版》由會員分享,可在線閱讀,更多相關(guān)《高考數(shù)學(xué)一輪復(fù)習(xí)學(xué)案訓(xùn)練課件北師大版理科: 第8章 平面解析幾何 第5節(jié) 橢 圓學(xué)案 理 北師大版(10頁珍藏版)》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。
1、
高考數(shù)學(xué)精品復(fù)習(xí)資料
2019.5
第五節(jié) 橢 圓
[考綱傳真] (教師用書獨具)1.了解橢圓的實際背景,了解橢圓在刻畫現(xiàn)實世界和解決實際問題中的作用.2.掌握橢圓的定義、幾何圖形、標(biāo)準(zhǔn)方程及簡單性質(zhì)(范圍、對稱性、頂點、離心率).3.理解數(shù)形結(jié)合思想.4.了解橢圓的簡單應(yīng)用.
(對應(yīng)學(xué)生用書第138頁)
[基礎(chǔ)知識填充]
1.橢圓的定義
把平面內(nèi)到兩個定點F1,F(xiàn)2的距離之和等于常數(shù)(大于|F1F2|)的點的集合叫作橢圓.這兩個定點叫作橢圓的焦點,兩焦點間的距離叫作橢圓的焦距.
集合P={M||MF1|+|
2、MF2|=2a},|F1F2|=2c,其中a>0,c>0,且a,c為常數(shù):
(1)若a>c,則集合P為橢圓;
(2)若a=c,則集合P為線段;
(3)若a<c,則集合P為空集.
2.橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程和幾何性質(zhì)
標(biāo)準(zhǔn)方程
+=1(a>b>0)
+=1(a>b>0)
圖形
性質(zhì)
范圍
-a≤x≤a
-b≤y≤b
-b≤x≤b
-a≤y≤a
對稱性
對稱軸:坐標(biāo)軸;對稱中心:原點
頂點
A1(-a,0),A2(a,0),B1(0,-b),B2(0,b)
A1(0,-a),A2(0,a),B1(-b,0),B2(b,0)
離心率
e=,且e∈(0,1)
3、
a,b,c的關(guān)系
c2=a2-b2
[知識拓展] 1.點P(x0,y0)和橢圓的位置關(guān)系:(1)P(x0,y0)在橢圓內(nèi)?+<1.(2)P(x0,y0)在橢圓上?+=1.(3)P(x0,y2)在橢圓外?+>1.
2.對于+=1(a>b>0)如圖851.
圖851
則:(1)S=b2tan .
(2)|PF1|=a+ex0,|PF2|=a-ex0.
(3)a-c≤|PF1|≤a+c.
(4)過P(x0,y0)點的切線方程為 +=1.
[基本能力自測]
1.(思考辨析)判斷下列結(jié)論的正誤.(正確的打“√”,錯誤的打“”)
(1)平面內(nèi)與兩個定點F1,F(xiàn)2的距離之和等于常
4、數(shù)的點的軌跡是橢圓.( )
(2)橢圓上一點P與兩焦點F1,F(xiàn)2構(gòu)成△PF1F2的周長為2a+2c(其中a為橢圓的長半軸長,c為橢圓的半焦距).( )
(3)橢圓的離心率e越大,橢圓就越圓.( )
(4)橢圓既是軸對稱圖形,又是中心對稱圖形.( )
(5)方程mx2+ny2=1(m>0,n>0,m≠n)表示的曲線是橢圓.( )
(6)+=1(a>b>0)與+=1(a>b>0)的焦距相同.( )
[答案] (1) (2)√ (3) (4)√ (5)√ (6)√
2.(20xx浙江高考)橢圓+=1的離心率是( )
A. B.
C. D.
B [∵橢圓方程為
5、+=1,
∴a=3,c===.
∴e==.
故選B.]
3.(教材改編)已知中心在原點的橢圓C的右焦點為F(1,0),離心率等于,則C的方程是( )
A.+=1 B.+=1
C.+=1 D.+=1
D [橢圓的焦點在x軸上,c=1.
又離心率為=,故a=2,b2=a2-c2=4-1=3,
故橢圓的方程為+=1.]
4.橢圓C:+=1的左右焦點分別為F1,F(xiàn)2,過F2的直線交橢圓C于A、B兩點,則△F1AB的周長為( )
A.12 B.16
C.20 D.24
C [△F1AB的周長為
|F1A|+|F1B|+|AB|
=|F1A|+|F2A|+|F1
6、B|+|F2B|
=2a+2a=4a.
在橢圓+=1中,a2=25,a=5,
所以△F1AB的周長為4a=20,故選C.]
5.若方程+=1表示橢圓,則k的取值范圍是________.
(3,4)∪(4,5) [由已知得解得3<k<5且k≠4.]
(對應(yīng)學(xué)生用書第139頁)
橢圓的定義及其應(yīng)用
(1)已知兩圓C1:(x-4)2+y2=169,C2:(x+4)2+y2=9,動圓在圓C1內(nèi)部且和圓C1相內(nèi)切,和圓C2相外切,則動圓圓心M的軌跡方程為( )
A.-=1 B.+=1
C.-=1 D.+=1
(2)F1,F(xiàn)2是橢圓+=1的兩個焦點,A為橢圓
7、上一點,且∠AF1F2=45,則△AF1F2的面積為( )
A.7 B.
C. D.
(1)D (2)C [(1)設(shè)圓M的半徑為r,則|MC1|+|MC2|=(13-r)+(3+r)=16,又|C1C2|=8<16,∴動圓圓心M的軌跡是以C1、C2為焦點的橢圓,且2a=16,2c=8,則a=8,c=4,∴b2=48,故所求的軌跡方程為+=1.
(2)由題意得a=3,b=,c=,
∴|F1F2|=2,|AF1|+|AF2|=6.
∵|AF2|2=|AF1|2+|F1F2|2-2|AF1||F1F2|cos 45=|AF1|2-4|AF1|+8,
∴(6-|AF1|)2=|
8、AF1|2-4|AF1|+8.
∴|AF1|=,∴S△AF1F2=2=.]
[規(guī)律方法] 1.橢圓定義的應(yīng)用主要有兩個方面:一是判定平面內(nèi)動點的軌跡是否為橢圓;二是利用定義求焦點三角形的周長、面積、弦長、最值和離心率等.
2.橢圓的定義式必須滿足2a>|F1F2|.
[跟蹤訓(xùn)練] (1)設(shè)F1,F(xiàn)2分別是橢圓E:+=1(a>b>0)的左,右焦點,過點F1的直線交橢圓E于A,B兩點,|AF1|=3|F1B|,且|AB|=4,△ABF2的周長為16,則|AF2|=________.
【導(dǎo)學(xué)號:79140284】
(2)已知F1、F2是橢圓C:+=1(a>b>0)的兩個焦點,P為橢圓C
9、上的一點,且PF1⊥PF2,若△PF1F2的面積為9,則b=__________.
(1)5 (2)3 [(1)由|AF1|=3|F1B|,|AB|=4,得|AF1|=3,
∵△ABF2的周長為16,∴4a=16,∴a=4.
則|AF1|+|AF2|=2a=8,
∴|AF2|=8-|AF1|=8-3=5.
(2)設(shè)|PF1|=r1,|PF2|=r2,
則
∴2r1r2=(r1+r2)2-(r+r)=4a2-4c2=4b2,
∴S=r1r2=b2=9,
∴b=3.]
橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程
(1)若直線x-2y+2=0經(jīng)過橢圓的一個焦點和一個頂點,則該橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程為
10、( )
A.+y2=1 B.+=1
C.+y2=1或+=1 D.以上答案都不對
(2)已知橢圓的中心在原點,離心率e=,且它的一個焦點與拋物線y2=-4x的焦點重合,則此橢圓方程為( )
A.+=1 B.+=1
C.+y2=1 D.+y2=1
(1)C (2)A [(1)直線與坐標(biāo)軸的交點分別為(0,1),(-2,0),
由題意知當(dāng)焦點在x軸上時,c=2,b=1,所以a2=5,所求橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程為+y2=1.
當(dāng)焦點在y軸上時,b=2,c=1,所以a2=5,所求橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程為+=1.
(2)依題意,可設(shè)橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程為+=1(a>b>0),由已知可得拋物線的焦點
11、為(-1,0),所以c=1,又離心率e==,解得a=2,b2=a2-c2=3,所以橢圓方程為+=1.]
[規(guī)律方法] 求橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程的方法有定義法與待定系數(shù)法,但基本方法是待定系數(shù)法,具體過程是先定位,再定量,即首先確定焦點所在的位置,然后再根據(jù)條件建立關(guān)于a,b的方程組,若焦點位置不確定,可把橢圓方程設(shè)為Ax2+By2=1(A>0,B>0,A≠B)的形式.
[跟蹤訓(xùn)練] (1)(20xx湖南長沙一模)橢圓的焦點在x軸上,中心在原點,其上、下兩個頂點和兩個焦點恰為邊長是2的正方形的頂點,則橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程為( )
A.+=1 B.+y2=1
C.+=1 D.+=1
(2)已
12、知F1(-1,0),F(xiàn)2(1,0)是橢圓C的兩個焦點,過F2且垂直于x軸的直線交C于A,B兩點,且|AB|=3,則C的方程為__________.
【導(dǎo)學(xué)號:79140285】
(1)C (2)+=1 [(1)由條件可知b=c=,a=2,∴橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程為+=1.故選C.
(2)依題意,設(shè)橢圓C:+=1(a>b>0).
過點F2(1,0)且垂直于x軸的直線被曲線C截得弦長|AB|=3,
∴點A必在橢圓上,∴+=1. ①
又由c=1,得1+b2=a2. ②
由①②聯(lián)立,得b2=3,a2=4.
故所求橢圓C的方程為+=1.]
橢圓的幾何性質(zhì)
◎角度1 求離心率的值
13、或范圍
(20xx全國卷Ⅲ)已知橢圓C:+=1(a>b>0)的左、右頂點分別為A1,A2,且以線段A1A2為直徑的圓與直線bx-ay+2ab=0相切,則C的離心率為( )
A. B.
C. D.
A [由題意知以A1A2為直徑的圓的圓心為(0,0),半徑為a.
又直線bx-ay+2ab=0與圓相切,
∴圓心到直線的距離d==a,解得a=b,
∴=,
∴e=====.
故選A.]
◎角度2 根據(jù)橢圓的性質(zhì)求參數(shù)
已知橢圓+=1的長軸在x軸上,焦距為4,則m等于( )
A.8 B.7
C.6 D.5
A [∵橢圓+=1的長軸在x軸上,
∴解得6<m<1
14、0.
∵焦距為4,
∴c2=m-2-10+m=4,解得m=8.]
[規(guī)律方法] (1)求橢圓離心率的方法
①直接求出a,c的值,利用離心率公式直接求解.
②列出含有a,b,c的齊次方程(或不等式),借助于b2=a2-c2消去b,轉(zhuǎn)化為含有e的方程(或不等式)求解.
(2)利用橢圓幾何性質(zhì)求值或范圍的思路
求解與橢圓幾何性質(zhì)有關(guān)的參數(shù)問題時,要結(jié)合圖形進行分析,當(dāng)涉及頂點、焦點、長軸、短軸等橢圓的基本量時,要理清它們之間的關(guān)系.建立關(guān)于a、b、c的方程或不等式.
[跟蹤訓(xùn)練] (1)已知橢圓+=1的離心率為,則k的值為( )
A.-21 B.21
C.-或21 D.或-
15、21
(2)已知F1,F(xiàn)2分別是橢圓C:+=1(a>b>0)的左、右焦點,若橢圓C上存在點P,使得線段PF1的中垂線恰好經(jīng)過焦點F2,則橢圓C離心率的取值范圍是( )
A. B.
C. D.
(1)D (2)C [(1)當(dāng)9>4-k>0,即-5<k<4時,
a=3,c2=9-(4-k)=5+k,
∴=,解得k=.
當(dāng)9<4-k,即k<-5時,
a=,c2=-k-5,
∴=,解得k=-21,
所以k的值為或-21.
(2)如圖所示,
∵線段PF1的中垂線經(jīng)過F2,
∴|PF2|=|F1F2|=2c,
即橢圓上存在一點P,
使得|PF2|=2c.
∴a
16、-c≤2c≤a+c.∴e=∈.]
直線與橢圓的位置關(guān)系
(20xx東北三省四市模擬(一))已知橢圓E的一個頂點為A(0,-1),焦點在x軸上,若橢圓右焦點到橢圓E的中心的距離是.
(1)求橢圓E的方程;
(2)設(shè)直線l:y=kx+1(k≠0)與該橢圓交于不同的兩點B,C,若坐標(biāo)原點O到直線l的距離為,求△BOC的面積.
[解] (1)由題意b=1,c=,
∴a2=b2+c2=3,
又∵橢圓E的焦點在x軸上,
∴橢圓E的方程為+y2=1.
(2)設(shè)B(x1,y1),C(x2,y2),將直線方程與橢圓聯(lián)立整理得(3k2+1)x2+6kx=0,
由原點O到直線l的
17、距離為=,得k2=,
又|BC|=
==2,
∴S△BOC=|BC|=,
∴△BOC的面積為.
[規(guī)律方法] 直線與橢圓的位置關(guān)系的解題策略
(1)解決直線與橢圓的位置關(guān)系的相關(guān)問題,其常規(guī)思路是先把直線方程與橢圓方程聯(lián)立,消元、化簡,然后應(yīng)用根與系數(shù)的關(guān)系建立方程,解決相關(guān)問題.涉及弦中點的問題常常用“點差法”解決,往往會更簡單.
(2)設(shè)直線與橢圓的交點坐標(biāo)為A(x1,y1),B(x2,y2),
則|AB|=
=(k為直線斜率).
易錯警示:利用公式計算直線被橢圓截得的弦長是在方程有解的情況下進行的,不要忽視判別式.
[跟蹤訓(xùn)練] 已知曲線C的方程是mx2+ny2=
18、1(m>0,n>0),且曲線過A,B兩點,O為坐標(biāo)原點.
(1)求曲線C的方程;
(2)設(shè)M(x1,y1),N(x2,y2)是曲線C上兩點,向量p=(x1,y1),q=(x2,y2),且pq=0,若直線MN過點,求直線MN的斜率.
[解] (1)由題可知:
解得m=4,n=1.
∴曲線C的方程為y2+4x2=1.
(2)設(shè)直線MN的方程為y=kx+,
代入橢圓方程y2+4x2=1,得(k2+4)x2+kx-=0,
∴x1+x2=,x1x2=,
∵pq=(2x1,y1)(2x2,y2)=4x1x2+y1y2=0,
∴+++=0,
即k2-2=0,k=.
故直線MN的斜率為.