椭圆的简单几何性质 第一课时

发布 2024-02-27 19:35:04 阅读 4987

自学导引】1.椭圆=1(a>b>0)上的点中,横坐标x的取值范围是-a≤x≤a,纵坐标y的取值范围是-b≤y≤b.

2.椭圆关于x轴、y轴和原点都是对称的,椭圆的对称中心叫做椭圆的中心.

3.椭圆=1的四个顶点坐标是(±a,0),(0,±b).

4.在椭圆=1(a>b>0)中,a1(-a,0)、a2(a,0)、b1(0,-b)、b2(0,b),线段a1a2、b1b2分别叫做椭圆的长轴、短轴,在rt△ob2f2中,|of2|2=|b2f2|2-|ob2|2,这就是c2=a2-b2的几何意义.△ob2f2叫做椭圆的特征三角形,并且cosof2b2是椭圆的离心率.

思考导学】1.确定椭圆大小形状的四个关键点是___

答案:椭圆的四个顶点。

2.椭圆=1(a>b>0)的扁平程度可以用___来表示.

答案:或。3.已知点p(x,y)在椭圆=1上,则2x+1的范围是___

答案:-9≤2x+1≤11

典例剖析】例1]求椭圆25x2+y2=25的长轴和短轴的长、焦点和顶点坐标.

解:把已知方程化成标准方程:+x2=1,这里a=5,b=1,所以c==2.

因此,椭圆的长轴和短轴的长分别是2a=10和2b=2,两个焦点分别是f1(0,-2)、f2(0,2),椭圆的四个顶点是a1(0,-5)、a2(0,5)、b1(-1,0)和b2(1,0).

点评:求椭圆的长轴、短轴长需要求a、b,求a、b一般是把椭圆方程化成标准形式.在求顶点坐标和焦点坐标时,应注意焦点所在的坐标轴.

例2]已知椭圆的对称轴是坐标轴,o为坐标原点,f是一个焦点,a是一个顶点,若椭圆的长轴长是6,且cosofa=,求椭圆的方程.

解:∵椭圆的长轴长是6,cosofa=,∴点a不是长轴的端点(是短轴的端点)

|of|=c,|af|=a=3,=,c=2,b2=32-22=5

椭圆的方程是=1或=1.

点评:△ofa是椭圆的特征三角形,它的两直角边长分别为b、c,斜边的长为a,∠ofa的余弦值是椭圆的离心率.

例3]已知点p(3,6)在以两坐标轴为对称轴的椭圆上,你能根据p点的坐标最多写出椭圆上几个点的坐标(p点除外)?这几个点的坐标是什么?

解:根据椭圆关于两坐标轴对称及p点的坐标,最多可以写出椭圆上三个点的坐标,这几个点的坐标分别是(3,-6)、(3,-6)、(3,6).

点评:如果知道椭圆的两条对称轴,那么可以根据椭圆上一点的坐标,写出椭圆上另外三点的坐标.

随堂训练】1.椭圆6x2+y2=6的长轴的端点坐标是( )

a.(-1,0)、(1,0)

b.(-6,0)、(6,0)

c.(-0)、(0)

d.(0,-)0,)

答案:d2.椭圆x2+8y2=1的短轴的端点坐标是( )

a.(0,-)0,)

b.(-1,0)、(1,0)

c.(2,0)、(2,0)

d.(0,2)、(0,-2)

答案:a3.椭圆3x2+2y2=1的焦点坐标是( )

a.(0,-)0,)

b.(0,-1)、(0,1)

c.(-1,0)、(1,0)

d.(-0)、(0)

解析:把已知方程化成标准方程=1,这里a2=,b2=,c==,而椭圆的焦点在y轴上,因此,焦点坐标为(0,-)0,).

答案:a4.椭圆以两条坐标轴为对称轴,一个顶点是(0,13),另一个顶点是(-10,0),则焦点坐标是( )

a.(±13,0)

b.(0,±10)

c.(0,±13)

d.(0,±)

解析:a=13,b=10,c==,椭圆的方程是=1,焦点在y轴上,所以焦点坐标是(0,-)和(0,).

答案:d5.已知椭圆+=1与椭圆+=1有相同的长轴,椭圆+=1的短轴长与椭圆+=1的短轴长相等,则( )

a.a2=25,b2=16

b.a2=9,b2=25

c.a2=25,b2=9或a2=9,b2=25

d.a2=25,b2=9

解析:∵椭圆+=1的长轴长为10,焦点在x轴上,椭圆+=1的短轴长为6,∴a2=25,b2=9.

答案:d6.已知椭圆c:+=1与椭圆+=1有相同离心率,则椭圆c的方程可能是( )

a.+=m2(m≠0)

b.+=1c.+=1

d.以上都不可能。

解析:把方程+=m2写成+=1,则a2=8m2,b2=4m2,c2=4m2,∴=e==,而椭圆+=1的离心率为.

答案:a强化训练】

1.椭圆+=1与+=1(0<k<9)的关系为( )

a.有相等的长、短轴。

.有相等的焦距。

.有相同的焦点。

.有相同的准线。

解析:∵25-k-(9k)=16,∴焦距相等.

答案:b2.椭圆的短轴的一个端点到一个焦点的距离为5,焦点到椭圆中心的距离为3,则椭圆的标准方程是( )

a.+=1或+=1

b.+=1或+=1

c.+=1或+=1

d.椭圆的方程无法确定。

解析:由题意,a=5,c=3,∴b2=a2-c2=25-9=16,椭圆的标准方程为+=1或+=1.

答案:c3.中心在原点,焦点在x轴上,若长轴长为18,且两个焦点恰好将长轴三等分,则此椭圆的方程是( )

a.+=1b.+=1

c.+=1d.+=1

解析:∵2a=18,2c=×2a=6,∴a=9,c=3,b2=81-9=72.

答案:a4.已知点(3,2)在椭圆+=1上,则( )

a.点(-3,-2)不在椭圆上。

b.点(3,-2)不在椭圆上。

c.点(-3,2)在椭圆上。

d.无法判断点(-3,-2)、(3,-2)、(3,2)是否在椭圆上。

解析:∵点(3,2)在椭圆+=1上,+=1,∴=1.

即点(±3,±2)在椭圆+=1上.

答案:c5.椭圆+=1与椭圆+=1有( )

a.相同的短轴。

b.相同的长轴。

c.相同的离心率。

d.以上都不对。

解析:取a2=8知a、b、c都不对.

答案:d6.焦点在x轴上,长、短半轴之和为10,焦距为4,则椭圆的方程为( )

a.+=1b.+=1

c.+=1d.+=1

解析:由a+b=10,2c=4,(2)2=a2-b2得,a2=36,b2=16,又焦点在x轴上,椭圆的方程为+=1.

答案:a7.直线y=kx+1与椭圆+=1总有公共点,则m的取值范围是( )

a.m>1b.m≥1或0<m<1

c.0<m<5且m≠1

d.m≥1且m≠5

解析:∵方程+=1表示椭圆,∴m>0且m≠5,直线y=kx+1恒过(0,1)点,∴要使直线与椭圆总有公共点应有≥1,m≥1.

答案:d8.求椭圆25x2+y2=25的长轴和短轴的长、焦点和顶点坐标及离心率.

解:把已知方程化成标准方程:+x2=1,这里a=5,b=1,所以c==2.

因此,椭圆的长轴和短轴的长分别是2a=10和2b=2,两个焦点分别是f1(0,-2)、f2(0,2),椭圆的四个顶点是a1(0,-5)、a2(0,5)、b1(-1,0)和b2(1,0).椭圆的离心率是。

9.椭圆过(3,0)点,离心率e=,求椭圆的标准方程.

解:当椭圆的焦点在x轴上时,a=3,=,c=.从而b2=a2-c2=9-6=3,椭圆的方程为=1.

当椭圆的焦点在y轴上时,∵b=3,=,a2=27.

椭圆的方程为=1.

所求椭圆的方程为=1或=1.

10.aa′是椭圆=1(a>b>0)的长轴,cd是垂直于长轴的弦,求直线a′c和ad的交点p的轨迹方程.

解:设p(x,y),c(x0,y0),d(x0,-y0)

由a′、c、p共线得:=

由d、a、p共线得:=

由①②联立求出代入=1中得+=1,整理得=1.

学后反思】研究曲线的范围就是研究曲线上点的横坐标及纵坐标的范围.对称性研究借助点的坐标关系,点(x,y)与点(-x,y)关于y轴对称,点(x,-y)与点(x,y)关于x轴对称;曲线的对称性中关于x轴对称,关于y轴对称,关于原点对称,只要有两条成立,第三条就成立.椭圆的顶点是它与对称轴的交点,所以必有两个顶点与焦点在同一条直线上.由于椭圆、矩形都是轴对称图形,因此椭圆内接矩形的中心必是椭圆的中心.a、b、c在椭圆内可构成直角三角形ofb,rt△ofb叫做椭圆的特征三角形,这是a、b、c的一个几何意义.

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