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文档介绍
【数学】2018届一轮复习北师大版第八章解析几何第五节椭圆教案
第五节 椭圆 ☆☆☆2017考纲考题考情☆☆☆ 考纲要求 真题举例 命题角度 1.掌握椭圆的定义、几何图形、标准方程及简单几何性质(范围、对称性、顶点、离心率); 2.了解椭圆的简单应用; 3.理解数形结合的思想。 2016,全国卷Ⅲ,11,5分(椭圆的几何性质) 2016,天津卷,19,14分(椭圆的标准方程、直线与椭圆的位置关系) 2016,浙江卷,9,5分(椭圆的几何性质) 2016,江苏卷,10,5分(椭圆的几何性质) 2015,全国卷Ⅰ,14,5分(椭圆的几何性质) 椭圆的定义、标准方程、几何性质通常以小题形式考查,直线与椭圆的位置关系主要出现在解答题中。椭圆的考查频率非常高,而且运算量、思维量都比较大,这是椭圆命题的一个显著特征。 微知识 小题练 自|主|排|查 1.椭圆的概念 平面内与两定点F1、F2的距离的和等于常数(大于|F1F2|)的点的轨迹叫椭圆。这两定点叫做椭圆的焦点,两焦点间的距离叫做焦距。 集合P={M||MF1|+|MF2|=2a,|F1F2|=2c,其中a>0,c>0,且a,c为常数}。 (1)若a>c,则集合P为椭圆; (2)若a=c,则集合P为线段; (3)若a<c,则集合P为空集。 2.椭圆的标准方程和几何性质 标准方程 +=1(a>b>0) +=1(a>b>0) 图形 性质 范围 -a≤x≤a -b≤y≤b -b≤x≤b -a≤y≤a 对称性 对称轴:坐标轴对称中心:原点 顶点 A1(-a,0),A2(a,0) B1(0,-b),B2(0,b) A1(0,-a),A2(0,a) B1(-b,0),B2(b,0) 轴 长轴A1A2的长为2a;短轴B1B2的长为2b 焦距 |F1F2|=2c 离心率 e=∈(0,1) a,b,c 的关系 c2=a2-b2 3.椭圆中常用的4个结论 (1)设椭圆+=1(a>b>0)上任意一点P(x,y),则当x=0时,|OP|有最小值b,这时P在短轴端点处;当x=±a时,|OP|有最大值a,这时P在长轴端点处。 (2)椭圆的一个焦点、中心和短轴的一个端点构成直角三角形,其中a是斜边长,a2=b2+c2。 (3)已知过焦点F1的弦AB,则△ABF2的周长为4a。 (4)若P为椭圆上任一点,F为其焦点,则a-c≤|PF|≤a+c。 微点提醒 1.在求椭圆的离心率时,椭圆中a,b,c之间的关系容易忽略。 2.椭圆的离心率的大小决定椭圆的扁平程度:离心率越大,椭圆越扁;离心率越小,椭圆越圆。 3.方程Ax2+By2=1(AB≠0)表示椭圆的充要条件是A>0,B>0且A≠B。 小|题|快|练 一 、走进教材 1.(选修2-1P40例1改编)若F1(3,0),F2(-3,0),点P到F1,F2距离之和为10,则P 点的轨迹方程是( ) A.+=1 B.+=1 C.+=1 D.+=1或+=1 【解析】 设点P的坐标为(x,y),因为|PF1|+|PF2|=10>|F1F2|=6,所以点P的轨迹是以F1,F2为焦点的椭圆,其中a=5,c=3,b==4,故点P的轨迹方程为+=1。故选A。 【答案】 A 2.(选修2-1P49A组T6改编)设椭圆的两个焦点分别为F1,F2,过F2作椭圆长轴的垂线交椭圆于点P,若△F1PF2为等腰直角三角形,则椭圆的离心率是( ) A. B. C.2- D.-1 【解析】 解法一:设椭圆方程为+=1,依题意,显然有|PF2|=|F1F2|,则=2c,即=2c,即e2+2e-1=0,解得e=-1。故选D。 解法二:因为△F1PF2为等腰直角三角形,所以|PF2|=|F1F2|=2c,|PF1|=2c。因为|PF1|+|PF2|=2a,所以2c+2c=2a,所以e===-1。故选D。 【答案】 D 二、双基查验 1.设P是椭圆+=1上的点,若F1,F2是椭圆的两个焦点,则|PF1|+|PF2|等于( ) A.4 B.8 C.6 D.18 【解析】 依定义知|PF1|+|PF2|=2a=6。故选C。 【答案】 C 2.方程+=1表示椭圆,则m的范围是( ) A.(-3,5) B.(-5,3) C.(-3,1)∪(1,5) D.(-5,1)∪(1,3) 【解析】 由方程表示椭圆知 解得-3<m<5且m≠1。故选C。 【答案】 C 3.椭圆+=1的离心率为,则k的值为( ) A.-21 B.21 C.-或21 D.或21 【解析】 若a2=9,b2=4+k,则c=, 由=,即=,得k=-; 若a2=4+k,b2=9,则c=, 由=,即=,解得k=21。故选C。 【答案】 C 4.已知椭圆的一个焦点为F(1,0),离心率为,则椭圆的标准方程为________。 【解析】 设椭圆的标准方程为+=1(a>b>0), 因为椭圆的一个焦点为F(1,0),离心率e=, 所以解得 故椭圆的标准方程为+=1。 【答案】 +=1 5.已知F1,F2是椭圆C的左,右焦点,点P在椭圆上,且满足|PF1|=2|PF2|,∠PF1F2=30°,则椭圆的离心率为__________。 【解析】 在三角形PF1F2中,由正弦定理得 sin∠PF2F1=1,即∠PF2F1=, 设|PF2|=1,则|PF1|=2,|F2F1|=, 所以离心率e==。 【答案】 第一课时 椭圆的概念及其性质 微考点 大课堂 考点一 椭圆的定义及应用 【典例1】 (1)(2016·北京东城期末)过椭圆4x2+y2=1的一个焦点F1的直线与椭圆交于A,B两点,则A与B和椭圆的另一个焦点F2构成的△ABF2的周长为( ) A.2 B.4 C.8 D.2 (2)F1,F2是椭圆+=1的两个焦点,A为椭圆上一点,且∠AF1F2=45°,则△AF1F2的面积为( ) A.7 B. C. D. 【解析】 (1)因为椭圆方程为4x2+y2=1,所以a=1。根据椭圆的定义,知△ABF2的周长为|AB|+|AF2|+|BF2|=|AF1|+|BF1|+|AF2|+|BF2|=(|AF1|+|AF2|)+(|BF1|+|BF2|)=4a=4。故选B。 (2)由题意得a=3,b=,c=,∴|F1F2|=2,|AF1|+|AF2|=6。 ∵|AF2|2=|AF1|2+|F1F2|2-2|AF1|·|F1F2|cos45°=|AF1|2-4|AF1|+8,∴(6-|AF1|)2=|AF1|2-4|AF1|+8。∴|AF1|=。 ∴S=××2×=。故选C。 【答案】 (1)B (2)C 反思归纳 1.椭圆定义的应用范围 (1)确认平面内与两定点有关的轨迹是否为椭圆。 (2)解决与焦点有关的距离问题。 2.焦点三角形的应用 椭圆上一点P与椭圆的两焦点组成的三角形通常称为“焦点三角形”,利用定义可求其周长;利用定义和余弦定理可求|PF1||PF2|;通过整体代入可求其面积等。 【变式训练】 (1)已知A,B是圆2+y2=4(F为圆心)上一动点,线段AB的垂直平分线交BF于点P,则动点P的轨迹方程为________。 (2)已知F是椭圆5x2+9y2=45的左焦点,P是此椭圆上的动点,A(1,1)是一定点。求|PA|+|PF|的最大值和最小值。 【解析】 (1)如图,由题意知|PA|=|PB|,|PF|+|BP|=2。所以|PA|+|PF|=2且|PA|+|PF|>|AF|,即动点P的轨迹是以A,F为焦点的椭圆,a =1,c=,b2=。所以动点P的轨迹方程为x2+y2=1。 (2)如图所示,设椭圆右焦点为F1,则|PF|+|PF1|=6。 ∴|PA|+|PF|=|PA|-|PF1|+6。 利用-|AF1|≤|PA|-|PF1|≤|AF1|(当P,A,F1共线时等号成立), ∴|PA|+|PF|≤6+,|PA|+|PF|≥6-。 故|PA|+|PF|的最大值为6+,最小值为6-。 【答案】 (1)x2+y2=1 (2)最大值6+,最小值6- 考点二 椭圆的标准方程及其应用 【典例2】 (1)若直线x-2y+2=0经过椭圆的一个焦点和一个顶点,则该椭圆的标准方程为( ) A.+y2=1 B.+=1 C.+y2=1或+=1 D.以上答案都不对 (2)设F1,F2分别是椭圆E:x2+=1(00,B>0,A≠B)。 【变式训练】 (1)已知椭圆C:+=1(a>b>0)的左、右焦点为F1,F2,离心率为,过F2的直线l交C于A,B两点,若△AF1B的周长为4,则C的方程为( ) A.+=1 B.+y2=1 C.+=1 D.+=1 (2)过点(,-),且与椭圆+=1有相同焦点的椭圆的标准方程为_________________________________________________________。 【解析】 (1)因为△AF1B的周长为4,所以4a=4,所以a=,因为离心率为,所以c=1,所以b==,所以椭圆C的方程为+=1。故选A。 (2)椭圆+=1的焦点为(0,-4),(0,4),即c=4。由椭圆的定义知,2a=+,解得a=2。 由c2=a2-b2可得b2=4。所以所求椭圆的标准方程为+=1。 【答案】 (1)A (2)+=1 考点三 椭圆的简单几何性质……多维探究 角度一:与椭圆有关的最值或范围问题 【典例3】 已知点F1,F2是椭圆x2+2y2=2的左,右焦点,点P是该椭圆上的一个动点,那么|+|的最小值是( ) A.0 B.1 C.2 D.2 【解析】 设P(x0,y0),则=(-1-x0,-y0), =(1-x0,-y0),∴+=(-2x0,-2y0), ∴|+|= =2 =2。 ∵点P在椭圆上,∴0≤y≤1, ∴当y=1时,|+|取最小值2。故选C。 【答案】 C 角度二:求离心率的值或范围 【典例4】 (1)(2016·全国卷Ⅲ)已知O为坐标原点,F是椭圆C:+=1(a>b>0)的左焦点,A,B分别为C的左,右顶点。P为C上一点,且PF⊥x轴。过点A的直线l与线段PF交于点M,与y轴交于点E。若直线BM经过OE的中点,则C的离心率为( ) A. B. C. D. (2)(2015·福建高考)已知椭圆E:+=1(a>b>0)的右焦点为F,短轴的一个端点为M,直线l:3x-4y=0交椭圆E于A,B两点。若|AF|+|BF|=4,点M到直线l的距离不小于,则椭圆E的离心率的取值范围是( ) A. B. C. D. 【解析】 (1)设E(0,m),则直线AE的方程为-+=1,由题意可知M,和B(a,0)三点共线,则=,化简得a=3c,则C的离心率e==。故选A。 (2)不妨设左焦点为F2,连接AF2,BF2,由椭圆的对称性可知四边形AFBF2的对角线互相平分,所以四边形AFBF2为平行四边形,所以|AF|+|BF|=|BF2|+|BF|=2a=4,所以a=2,设M(0,b),所以d=b≥⇒b≥1,所以e== ≤ =,又e∈ (0,1),所以e∈。故选A。 【答案】 (1)A (2)A 反思归纳 1.求椭圆离心率的方法 (1)直接求出a,c的值,利用离心率公式直接求解。 (2)列出含有a,b,c的齐次方程(或不等式),借助于b2=a2-c2消去b,转化为含有e的方程(或不等式)求解。 2.利用椭圆几何性质求值或范围的思路 求解与椭圆几何性质有关的参数问题时,要结合图形进行分析,当涉及顶点、焦点、长轴、短轴等椭圆的基本量时,要理清它们之间的关系。 微考场 新提升 1.曲线+=1与曲线+=1(k<9)的( ) A.长轴长相等 B.短轴长相等 C.离心率相等 D.焦距相等 解析 c2=25-k-(9-k)=16,所以c=4,所以两个曲线的焦距相等。故选D。 答案 D 2.椭圆+=1的左、右焦点分别为F1,F2,过F1作x轴的垂线交椭圆于A,B两点,则△ABF2的面积为( ) A. B. C. D.21 解析 依题意得|AB|==,|F1F2|=2=6,因此△ABF2的面积等于|AB|×|F1F2|=××6=。故选A。 答案 A 3.(2016·全国卷Ⅰ)直线l经过椭圆的一个顶点和一个焦点,若椭圆中心到l的距离为其短轴长的,则该椭圆的离心率为( ) A. B. C. D. 解析 通性通法:不妨设直线l过椭圆的上顶点(0,b)和左焦点(-c,0),b>0,c >0,则直线l的方程为bx-cy+bc=0,由已知得=×2b,解得b2=3c2,又b2=a2-c2,所以=,即e2=,所以e=(e=-舍去)。故选B。 光速解法:不妨设直线l过椭圆的上顶点(0,b)和左焦点(-c,0),b>0,c>0,则直线l的方程为bx-cy+bc=0,由已知得=×2b,所以=×2b,所以e==。故选B。 答案 B 4.(2016·安徽皖西七校联考)已知圆M:(x+)2+y2=36,定点N(,0),点P为圆M上的动点,点Q在NP上,点G在线段MP上,且满足=2,·=0,则点G的轨迹方程是__________。 解析 由=2,·=0知,GQ是线段NP的垂直平分线,|GN|=|GP|,∴|GM|+|GN|=|MP|=6。点G的轨迹是以M,N为焦点的椭圆,由2a=6,得a=3。又c=,∴b2=4。点G的轨迹方程为+=1。 答案 +=1 5.设F1,F2为椭圆的两个焦点,以F2为圆心作圆,已知圆F2经过椭圆的中心,且与椭圆相交于点M,若直线MF1恰与圆F2相切,则该椭圆的离心率为________。 解析 由题意知∠F1MF2=,|MF2|=c,|F1M|=2a-c,则c2+(2a-c)2=4c2,e2+2e-2=0,解得e=-1。 答案 -1 第二课时 椭圆的综合问题 微考点 大课堂 考点一 直线与椭圆的相交弦长问题 【典例1】 椭圆两顶点A(-1,0),B(1,0),过焦点F(0,1)的直线l与椭圆交于C,D两点。当|CD|=时,求l的方程。 【解析】 由题意b=1,c=1。 ∴a2=b2+c2=1+1=2。 ∴椭圆方程为+x2=1。 若直线l斜率不存在时,|CD|=2,不合题意。 若直线l斜率存在时,设l方程y=kx+1, 联立得(k2+2)x2+2kx-1=0。 Δ=8(k2+1)>0恒成立。 设C(x1,y1),D(x2,y2)。 ∴x1+x2=-,x1x2=-。 ∴|CD|=|x1-x2| = =。 即=, 解得k2=2。∴k=±。 ∴直线l方程为x-y+1=0或x+y-1=0。 【答案】 x-y+1=0或x+y-1=0 反思归纳 1.解决直线与椭圆的位置关系的相关问题,其常规思路是先把直线方程与椭圆方程联立,消元、化简,然后应用根与系数的关系建立方程(组),解决相关问题,涉及弦中点的问题常常用“点差法”解决,往往会更简单。 2.设直线与椭圆的交点坐标为A(x1,y1),B(x2,y2), 则|AB|= =(k为直线斜率)。 【变式训练】 已知椭圆+=1(a>b>0)的一个顶点为B(0,4),离心率e=,直线l交椭圆于M,N两点。 (1)若直线l的方程为y=x-4,求弦MN的长; (2)如果△BMN的重心恰好为椭圆的右焦点F,求直线l方程的一般式。 【解析】 (1)由已知得b=4,且=,即=。 ∴=,解得a2=20。 ∴椭圆方程为+=1。 则4x2+5y2=80与y=x-4联立。 消去y,得9x2-40x=0,∴x1=0,x2=。 ∴所求弦长|MN|=|x2-x1|=。 (2)椭圆右焦点F的坐标为(2,0),设线段MN的中点为Q(x0,y0),由三角形重心的性质知=2。又B(0,4),∴(2,-4)=2(x0-2,y0)。故得x0=3,y0=-2,即得Q的坐标为(3,-2)。 设M(x1,y1),N(x2,y2),则x1+x2=6,y1+y2=-4,且+=1,+=1。 以上两式相减,得 +=0。 ∴kMN==-·=-×=。 故直线MN的方程为y+2=(x-3), 即6x-5y-28=0。 【答案】 (1) (2)6x-5y-28=0 考点二 中点弦问题 【典例2】 已知椭圆+y2=1。 (1)求斜率为2的平行弦中点的轨迹方程; (2)过N(1,2)的直线l与椭圆相交,求被l截得的弦的中点的轨迹方程; (3)求过点P且被P点平分的弦所在直线的方程。 【解析】 设弦的两端点为A(x1,y1),B(x2,y2),中点为M(x0,y0),则有+y=1,+y=1。 两式作差,得+(y2-y1)(y2+y1)=0。 ∵x1+x2=2x0,y1+y2=2y0,=kAB, 代入后求得kAB=-。① (1)设弦中点为M(x,y),由①式,2=-,∴x+4y=0。又点M(x,y)在椭圆内部。 故所求的轨迹方程为x+4y=0。 (2)不妨设l交椭圆于A,B,弦中点为M(x,y), 由①式kl=kAB=-。 又∵kl=kMN=,∴-=。 整理,得x2+2y2-x-4y=0查看更多