用橢圓及其標(biāo)準(zhǔn)方程省公共課一等獎全國賽課獲獎?wù)n件

2.1.1橢圓及其標(biāo)準(zhǔn)方程第1頁怎樣準(zhǔn)確地設(shè)計、制作、建造出現(xiàn)實生活中這些橢圓形物件呢？生活中橢圓第2頁太陽系第3頁思索數(shù)學(xué)試驗(1)取一條細(xì)繩，(2)把它兩端固定在板上兩個定點F1、F2(3)用鉛筆尖（M）把細(xì)繩拉緊，在板上慢慢移動看看畫出圖形1.在橢圓形成過程中，細(xì)繩兩端位置是固定還是運動？2.在畫橢圓過程中，繩子長度變了沒有？說明了什么？3.在畫橢圓過程中，繩子長度與兩定點距離大小有怎樣關(guān)系？第4頁請你歸納出橢圓定義,它應(yīng)該包含幾個要素?F2F1M(1)因為繩長固定，所以點M到兩個定點距離和是個定值（2）點M到兩個定點距離和要大于兩個定點之間距離第5頁（一）橢圓定義平面內(nèi)到兩個定點F1，F(xiàn)2距離之和等于常數(shù)（2a）（大于|F1F2|）點軌跡叫橢圓。定點F1、F2叫做橢圓焦點。兩焦點之間距離叫做焦距（2C）。橢圓定義文字表述：橢圓定義符號表述：(2a>2c)MF2F1第6頁小結(jié)：橢圓定義需要注意以下幾點1.平面上----這是大前提2.動點M到兩定點F1，F(xiàn)2距離之和是常數(shù)2a3.常數(shù)2a要大于焦距2C思索：1.當(dāng)2a>2c時,軌跡是（）橢圓2.當(dāng)2a=2c時,軌跡是一條線段,是以F1、F2為端點線段．3.當(dāng)2a<2c時,無軌跡,圖形不存在.4.當(dāng)c=0時,軌跡為圓．第7頁繩長＝第8頁繩長＜第9頁

求曲線方程方法步驟是什么？建系設(shè)點列式代換化簡建立適當(dāng)直角坐標(biāo)系；設(shè)M（x,y）是曲線上任意一點；由限制條件，列出幾何等式，寫出適合條件P點M集合P={M|P(M)}用坐標(biāo)法表示條件P(M)，列出方程f(x,y)=0，化簡方程f(x,y)=0.第10頁解：取過焦點F1、F2直線為x軸，線段F1F2垂直平分線為y軸，建立平面直角坐標(biāo)系(如圖).

設(shè)M(x,y)是橢圓上任意一點，橢圓焦距2c(c>0)，M與F1和F2距離和等于正常數(shù)2a(2a>2c)

，則F1、F2坐標(biāo)分別是(

c,0)、(c,0).xF1F2M0y（問題：下面怎樣化簡？）由橢圓定義得，限制條件：代入坐標(biāo)(二)橢圓標(biāo)準(zhǔn)方程推導(dǎo)第11頁兩邊除以得由橢圓定義可知整理得兩邊再平方，得移項，再平方第12頁總體印象：對稱、簡練，“像”直線方程截距式焦點在y軸：焦點在x軸：橢圓標(biāo)準(zhǔn)方程1oFyx2FM12yoFFMx

F1（-c，0）、F2（c，0）

F1（0，-c）、F2（0，c）

第13頁OXYF1F2M(-c,0)(c,0)YXOF1F2M(0,-c)(0,c)橢圓標(biāo)準(zhǔn)方程再認(rèn)識：（1）橢圓標(biāo)準(zhǔn)方程形式：左邊是兩個分式平方和，右邊是1（3）橢圓標(biāo)準(zhǔn)方程中三個參數(shù)a、b、c滿足a2=b2+c2（4）由橢圓標(biāo)準(zhǔn)方程能夠求出三個參數(shù)a、b、c值（2）橢圓標(biāo)準(zhǔn)方程中，x2與y2分母哪一個大，則焦點在哪一個軸上第14頁1.口答：以下方程哪些表示橢圓？若是,則判定其焦點在何軸？并指明，寫出焦點坐標(biāo).?判斷橢圓標(biāo)準(zhǔn)方程焦點在哪個軸上準(zhǔn)則：焦點在分母大那個軸上。（三）嘗試應(yīng)用第15頁2、求出適合以下條件橢圓標(biāo)準(zhǔn)方程 已知兩個焦點坐標(biāo)分別是(-4,0)、(4,0)，橢圓上一點P到兩焦點距離和等于10；變式一:將上題焦點改為(0，-4)、(0，4)，結(jié)果怎樣？變式二:將上題改為兩個焦點距離為8，橢圓上一點P到兩焦點距離和等于10，結(jié)果怎樣？當(dāng)焦點在X軸時，方程為：當(dāng)焦點在Y軸時，方程為：第16頁3、填空：已知橢圓方程為：，則a=_____，b=_______，c=_______，焦點坐標(biāo)為：____________焦距等于______;若CD為過左焦點F1弦，則?F2CD周長為________例題543(3,0)、(-3,0)6２0F1F2CD判斷橢圓標(biāo)準(zhǔn)方程焦點在哪個軸上準(zhǔn)則：

焦點在分母大那個軸上。|CF1|+|CF2|=2a第17頁例1、求適合以下條件橢圓標(biāo)準(zhǔn)方程：法一:c=2法二:c=2設(shè)橢圓標(biāo)準(zhǔn)方程為:2a=P+P

兩個焦點分別是(-2，0)，(2，0)，且過點P（四）典例分析第18頁例2、如圖，在圓上任取一點P，過點P作x軸垂線段PD，D為垂足。當(dāng)點P在圓上運動時，線段PD中點M軌跡是什么？為何？分析：點P在圓上運動，點P運動引起點M運動。解：設(shè)點M坐標(biāo)為(x,y)，點P坐標(biāo)為(x0,y0)，則x=x0,y=y0/2.因為點P(x0,y0)在圓上，所以把x0=x,y0=2y代入方程(1)，得即所以點M軌跡是一個橢圓。第19頁解：變式：將圓x2+y2=4上點橫坐標(biāo)保持不變，縱坐標(biāo)變?yōu)樵瓉矶种唬笏€方程，并說明它是什么曲線？yxo設(shè)所曲線上任一點坐標(biāo)為（x，y）,圓＝４上對應(yīng)點坐標(biāo)為（x’，y’），由題意可得：因為＝４所以即1）將圓按照某個方向均勻地壓縮（拉長），能夠得到橢圓。2）利用中間變量求點軌跡方程方法是解析幾何中慣用方法；同例2第20頁例3、如圖，設(shè)點A，B坐標(biāo)分別為(-5,0),(5,0)。直線AM，BM相交于點M，且它們斜率之積是，求點M軌跡方程。解：設(shè)點M坐標(biāo)為(x,y)，因為點A坐標(biāo)是，所以直線AM斜率同理，直線BM斜率由已知有化簡，得點M軌跡方程為第21頁小結(jié)：求橢圓標(biāo)準(zhǔn)方程方法一個方法：二類方程:三個意識：求美意識，求簡意識，前瞻意識第22頁分母哪個大，焦點就在哪個軸上平面內(nèi)到兩個定點F1，F(xiàn)2距離和等于常數(shù)（大于F1F2）點軌跡標(biāo)準(zhǔn)方程不同點相同點圖形焦點坐標(biāo)定義a、b、c關(guān)系焦點位置判斷xyF1F2POxyF1F2PO第23頁作業(yè)第2題《自主學(xué)習(xí)叢書》P30—P32第24頁則a＝

，b＝

；則a＝

，b＝

；5346口答：則a＝

，b＝

；則a＝

，b＝

．3第25頁0<b<9鞏固訓(xùn)練：a>3第26頁表示焦點在y軸上橢圓，則m取值范

圍是

.(1,2)變式：已知方程

3.橢圓mx2+ny2=-mn(m<n<0)焦點是

.若方程表示橢圓呢?第27頁5：求適合以下條件橢圓標(biāo)準(zhǔn)方程：(2)焦點為F1(0,－3),F2(0,3),且a=5.答案：(1)a=,b=1,焦點在x軸上;(3)兩個焦點分別是F1(－2,0)、F2(2,0),且過P(2,3)點；

(4)經(jīng)過點P(－2,0)和Q(0,－3).小結(jié)：求橢圓標(biāo)準(zhǔn)方程步驟：①定位：確定焦點所在坐標(biāo)軸；②定量：求a,b值.第28頁6、若動點P到兩定點F1(－4,0)，

F2(4,0)距離之和為8，則動點P軌跡為（）A.橢圓B.線段F1F2

C.直線F1F2

D.不存在B第29頁7：已知B，C是兩個定點，|BC|=6，且三角形ABC周長為16，求頂點A軌跡方程． 解：1)建立直角坐標(biāo)系：使x軸經(jīng)過點B、C，使原點O與B、C重合B（-3，0），C（3，0）2)設(shè)A點坐標(biāo)為（x，y）由|AB|+|AC|+|BC|=16，|BC|=6，即|AB|+|AC|=10

BC（用軌跡法）O化簡可得方程：A當(dāng)點A在直線BC上，即y=0時，A、B、C三點不能組成三角形．所以A點軌跡方程為：（y0）．xy第30頁7：已知B，C是兩個定點，|BC|=6，且三角形ABC周長為16，求頂點A軌跡方程．分析：1，由三角形ABC周長是16，可得：|AB|+|AC|+|BC|=16，即|AB|+|AC|=102，必須建立適當(dāng)坐標(biāo)系，確定橢圓形式BCA第31頁7：已知B，C是兩個定點，|BC|=6，且三角形ABC周長為16，求頂點A軌跡方程．解：建立直角坐標(biāo)系，使x軸經(jīng)過點B，C，使原點O與BC中點重合，B（-3，0），C（3，0）由|AB|+|AC|+|BC|=16，|BC|=6，即|AB|+|AC|=10所以點A軌跡是橢圓．設(shè)方程為：橢圓方程為：當(dāng)點A在直線BC上，即y=0時，A、B、C三點不能組成三角形．所以A點軌跡方程為：（y0）．BCAxy第32頁8、已知圓A：(x＋3)2＋y2＝100，圓A內(nèi)一定點B(3，0)，圓P過B點且與圓A內(nèi)切，求圓心P軌跡方程．解：設(shè)｜PB｜＝r．∵圓P與圓A內(nèi)切，圓A半徑為10．∴兩圓圓心距｜PA｜＝10－r，即｜PA｜＋｜PB｜＝10(大于｜AB｜)．∴點P軌跡是以A、B兩點為焦點橢圓．∴2a＝10，2c＝｜AB｜＝6，∴a＝5，c＝3．∴b2＝a2－c2＝25－9＝16．即點P軌跡方程為＝1．第33頁例：第34頁例3：平面內(nèi)兩個定點距離是8，寫出到這兩個定點距離之和是10點軌跡方程。解：這個軌跡是一個橢圓。兩個定點是焦點，用F1、F2表示，取過點F1、F2直線為x軸，線段F1F2垂直平分線為y軸建立直角坐標(biāo)系?！?a=102c=8∴a=5c=4b2=a2

c2=9,b=3所以這個橢圓標(biāo)準(zhǔn)方程是：yoBCAx定義法求軌跡方程。第35頁變題1:已知△ABC一邊BC固定，長為8，周長為18，求頂點A軌跡方程。.解：以BC中點為原點，BC所在直線為x軸建立直角坐標(biāo)系。依據(jù)橢圓定義知所求軌跡方程是橢圓，且焦點在軸上，所以可設(shè)橢圓標(biāo)準(zhǔn)方程為：yoBCAx∵2a=10,2c=8∴a=5,c=4∴b2=a2－c2=52－42=9∴所求橢圓標(biāo)準(zhǔn)方程為:

注意：求出曲線方程后，要注意檢驗一下

方程曲線上點是否都是符合題意。第36頁例4、寫出適合以下條件橢圓標(biāo)準(zhǔn)方程(1)a=4，b=1，焦點在x軸上；(2)a=4，b=1，焦點在坐標(biāo)軸上；(3)兩個焦點坐標(biāo)是（0，-2）和（0，2），而且經(jīng)過點P（-1.5，2.5）.解：因為橢圓焦點在y軸上，設(shè)它標(biāo)準(zhǔn)方程為∵c=2，且c2=a2

-b2

∴4=a2-

b2……①又∵橢圓經(jīng)過點∴……②聯(lián)立①②可求得：∴橢圓標(biāo)準(zhǔn)方程為

(法一)xyF1F2P或第37頁(法二)

因為橢圓焦點在y軸上，所以設(shè)它標(biāo)準(zhǔn)方程為由橢圓定義知，所以所求橢圓標(biāo)準(zhǔn)方程為第38頁練習(xí)：求適合以下條件橢圓標(biāo)準(zhǔn)方程：(2)焦點為F1(0,－3),F2(0,3),且a=5.答案：(1)a=,b=1,焦點在x軸上;(3)兩個焦點分別是F1(－2,0)、F2(2,0),且過P(2,3)點；

(4)經(jīng)過點P(－2,0)和Q(0,－3).小結(jié)：求橢圓標(biāo)準(zhǔn)方程步驟：①定位：確定焦點所在坐標(biāo)軸；②定量：求a,b值.第39頁例5：已知一個運油車上貯油罐橫截面外輪廓線是一個橢圓，它焦距為2.4m，外輪廓線上點到兩個焦點距離和為3m，求這個橢圓標(biāo)準(zhǔn)方程．解：以兩焦點F1、F2所在直線為x軸，線段F1F2垂直平分線為y軸，建立如圖所表示直角坐標(biāo)系xOy，則這個橢圓標(biāo)準(zhǔn)方程可設(shè)為依據(jù)題意有即所以，這個橢圓標(biāo)準(zhǔn)方程為xyOF1F2第40頁解：例1：將圓x2+y2=4上點橫坐標(biāo)保持不變，縱坐標(biāo)變?yōu)樵瓉矶种?，求所曲線方程，并說明它是什么曲線？yxo設(shè)所曲線上任一點坐標(biāo)為（x，y）,圓＝４上對應(yīng)點坐標(biāo)為（x’，y’），由題意可得：因為＝４所以即1）將圓按照某個方向均勻地壓縮（拉長），能夠得到橢圓。2）利用中間變量求點軌跡方程方法是解析幾何中慣用方法；第41頁練習(xí)(1)到F1(-2,0)、F2(2,0)距離之和為6點軌跡。(2)到F1(0,-2)、F2(0,2)距離之和為4點軌跡。(3)到F1(-2,0)、F2(0,2)距離之和為3點軌跡。解(1)因|MF1|+|MF2|=6>|F1F2|=4，故點M軌跡為橢圓。(2)因|MF1|+|MF2|=4=|F1F2|=4，故點M軌跡不是橢圓(是線段F1F2)。第42頁1、已知一個圓圓心為坐標(biāo)原點，半徑為2，從這個圓上任意一點P向x軸作垂線段PP’，延長P’P至M,使P’M=2P’P，求點M軌跡。2、已知一個圓圓心為坐標(biāo)原點，半徑為2，從這個圓上任意一點P向x軸作垂線段PP’。求線段PP’上使PM=2MP’點M軌跡。3、已知一個圓圓心為坐標(biāo)原點，半徑為2，從這個圓上任意一點P向y軸作垂線段PP’。求PP’上PP’=-3P’M點M軌跡。練習(xí)第43頁例2已知圓A：(x＋3)2＋y2＝100，圓A內(nèi)一定點B(3，0)，圓P過B點且與圓A內(nèi)切，求圓心P軌跡方程．解：設(shè)｜PB｜＝r．∵圓P與圓A內(nèi)切，圓A半徑為10．∴兩圓圓心距｜PA｜＝10－r，即｜PA｜＋｜PB｜＝10(大于｜AB｜)．∴點P軌跡是以A、B兩