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2.2.1椭圆及其标准方程

a2 b2 y P
F1 O F2
x
x2 + y2 = 1a > b > 0
b2 a2 y
F2 P
O
x
F1
焦点坐标
F1 -c , 0,F2 c , 0
F1 0,- c,F2 0,c

定义
平面内到两个定点F1,F2的距离的和等 于常数(大于F1F2)的点的轨迹
同 点
a、b、c 的关系
a2 = b2 + c2
焦点位置的判断 分母哪个大,焦点就在哪个轴上
• 例1求焦点在坐标轴上,且经 过两点 A( 3,2), B(2 3,1)
• 的椭圆的标准方程。
分析一:当焦点在x轴上时, 设方程x2/a2+y2/b2=1
当焦点在x轴上时, 设方程x2/b2+y2/a2=1
分析二:设方程mx2+ny2=1(m>0,n>0)
课堂练习1
(1)动点P到两个定点F1(- 4,0)、F2(4,0)的距离
之和为8,则P点的轨迹为
( B)
A、椭圆 B、线段F1F2 C、直线F1F2 D、不能确定
(2)动点P到两个定点F1(- 4,0)、F2(4,0) 的距离之和为不小于8,则P点的轨迹为 ( )
A、椭圆 B、线段F1F2 C、直线F1F2 D、不能确定
1
a
b 0
F(0,±c)在Y轴上
c2=a2-b2
注: 哪个分母大,焦点就在相应的哪条坐标轴上!
YM
F1 O
(-c,0)
F2 X
(c,0)
x2 a2

y2 b2
1(a b 0)
椭圆的标准方程的再认识:
Y
F2(0 , c)
M X
O
F1(0,-c)
y2 x2 a2 b2 1(a b 0)
问题1:当常数等于|F1F2|时,点M的轨迹 是什么? 线段F1F2
问题2:当常数小于|F1F2|时,点M的轨迹 是什么? 轨迹不存在
1、椭圆的定义:
平面内到两个定点F1、F2的距离之和等于常
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。
M
几点说明:
x2
y2
(3)
1
16 16
(5)
x2 m2

y2 m2 1
1
(4)9x2 25 y 2 225 0
? (6) x2 y2 1 24 k 16 k
探究与互动:
1、方程
x2 25-m
+ y2 16+m
=1
,分别求方程满足下列条件
的m的取值范围:
①表示一个圆;
析:方程表示圆需要满足的条件:
两边平方得:a4-2a2cx+c2x2=a2x2-2a2cx+a2c2+a2y2
即:(a2-c2)x2+a2y2=a2(a2-c2)
因为2a>2c,即a>c,所以 a2-c2>0,令a2-c2=b2,其中 b>0,代入上式可得:
b2x2+a2y2=a2b2
F1
(-c,0)
Y M(x,y)
O
F2 X
(c,0)
F1
F2
1、F1、F2是两个不同的定点;
2、M是椭圆上任意一点,且|MF1| + |MF2| = 常数;
3、通常这个常数记为2a,焦距记为2c,且2a>2c(?);
4、如果2a = 2c,则M点的轨迹是线段F1F2.
5、如果2a < 2c,则M点的轨迹不存在.(由三角形的性质知)
下面我们来求椭圆的标准方程.
2
2
2
2
所 以 a 10 又因 c=2, 故 b2=a2-c2=10-22=6
所以椭圆的标准方程为:
x2
y2
1
10 6
课堂练习2:
1.口答:下列方程哪些表示椭圆?若是,则判定其焦点在何轴? 并指明 a2,b2 ,写出焦点坐标.
x2 (1)

y2
1
25 16
(2) 3x2 2 y 2 1
y
F2
M
o
F1
x
y2 a2

x2 b2
1
a

b

0
四、两类标准方程的对照表:
定义
图形
方程 焦点 a,b,c之间的关系
P={M||MF1|+|MF2|=2a} (2a>2c>0)
y
M
y
F2 M
F1 o b2
1
a

b

0
F(±c,0)在X轴上
ox
F1
y2 a2

x2 b2
x2/15+y2/5=1
• (2)求与椭圆x2/5+y2/4=1有公共焦点,且过点 (3,0)的椭圆的标准方程。

x2/9+y2/8=1 若知椭圆的焦点在
x轴上可以设方程为
x2 m c2

y2 m
1
若知椭圆的焦点在
y轴上可以设方程为
x2 m

m
y2 c2
1
• (3)已知椭圆x2+2y2=a2(a>0)的左焦点到直线l:
垂线段PP',点M在PP'上,并且PM 2MP',求点M的轨迹。
y P
M
x2 y2 1 9
o P’
x
例3:P是椭圆 x2 100

y2 64

1上的一点,F1,
F2是两个焦点
若F1PF2 600 求
(1)三角形F1PF2的面积
(2)PF1 • PF2 的最大值
P
解:由椭圆定义知PF1 PF2 20,(1) 在△F1PF2中由余弦定理知 PF1 2 PF2 2 - 2 PF1 • PF2 cos600 122 PF1 2 PF2 2 PF1 • PF2 144 ( PF1 PF2 )2 3 PF1 • PF2 144
且椭圆经过点P
(
5 2
,
3 2
)。
(1)两焦点的坐标分别是(-4,0)、(4,0),椭 圆上一点P到两焦点距离之和等于10。
解:因为椭圆的焦点在X轴上,所以可设它的方程
为: x2 a2

y2 b2
1(a
b 0)
2a=10,2c=8 即 a=5,c=4
故 b2=a2-c2=52-42=9
所以椭圆的标准方程为:x2 y2 1
25 9
(2)两焦点的坐标分别是(-2,0)、(2,0),且 椭圆经过点P (5 , 3) 。
22
解:因为椭圆的焦点在X轴上,所以可设它的方程为:
x2 a2

y2 b2
1(a b 0)
由椭圆的定义可知:
2a ( 5 2)2 ( 3)2 ( 5 2)2 ( 3)2 2 10
16 m 25且m 9 2
探究与互动:
1、方程
x2 25-m
+ y2 16+m
=1
,分别求方程满足下列条件
的m的取值范围:
①表示一个圆; ②表示一个椭圆;
(1)m 9
(2)
16

m
2
25且m

9
2
③表示焦点在x轴上的椭圆。
析:表示焦点在x轴上的椭圆需要满足的条件:
25 m 0 16 m 0 25 m 16 m
两边同时除以a2b2得:
x2 a2

y2 b2
1 (a>b>0)
这个方程叫做椭圆的标准方程, 它所表示的椭圆的焦点在x 轴上。
三、①椭圆方程的几何意义:
y
y
F1 o F2 x
B2 A1 b a A2
F1 O c F2 x
B1
x2 a2

y2 b2
1
a

b

0
②椭圆的第二种形式:
如果椭圆的焦点在y轴上, 焦点是F1(o,-c)、F2(0,c)方程是怎样呢?
(1)椭圆标准方程的形式:左边是两个分式的平方和,右边是1
(2)椭圆的标准方程中,x2与y2的分母哪一个大,则焦点在哪
一个轴上。
(3)椭圆的标准方程中三个参数a、b、c满足a2=b2+c2。
(4)由椭圆的标准方程可以求出三个参数a、b、c的 值。
五、数学应用:
例1 写出适合下列条件的椭圆的标准方程
202 3 PF1

PF2
144
PF1

PF2

256 3
S

1 2
PF1

PF2
sin
F1PF2

64 3
3
(2) a 10,又 PF1 PF2 20,
PF1 PF2 2
PF1
解:由4 x 2
ky2
1得
x2 1

y2 1
1
4k
∵方程表示的曲线是焦点在y轴上的椭圆
1 1 k4
解之得:0<k<4
∴k的取值范围为0<k<4。
例3、过椭圆4x2 y2 1的一个焦点
交于A、B两点,求 ABF2 的周长。
F1 的直线与椭圆
y
F2
oB
x
A F1
例4:已知△ABC的一边BC长为8,周长为20,求顶点A的 轨迹方程.
25 m 0 16 m 0 25 m 16 m
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