第一篇:數(shù)學(xué)學(xué)科德育教案之橢圓的定義
數(shù)學(xué)學(xué)科德育教案
之橢圓的定義
知識與技能:理解橢圓的定義;理解橢圓的焦點、焦距的意義;
過程與方法:通過完成游戲“巧手折橢圓”,培養(yǎng)學(xué)生的發(fā)散思維和實踐能力; 情感態(tài)度與價值觀:通過觀看FLASH《“神舟”五號太空之行》,培養(yǎng)學(xué)生強烈的愛國義精神和民族自豪感;通過完成游戲“百發(fā)百中”,提高學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的興趣,增強學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的自信心與自覺性;通過完成游戲“巧手折橢圓”,培養(yǎng)學(xué)生的團結(jié)協(xié)作精神與競爭意識;通過對橢圓定義的研究,進行辯證唯物主義教育;
教學(xué)過程:
一、創(chuàng)設(shè)情景,培養(yǎng)學(xué)生的團結(jié)協(xié)作精神及實踐能力
上課一開始,我為了調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性,激發(fā)他們學(xué)習(xí)的熱情,將全班分成若干個小組,每組4人,要求每個小組在事先準(zhǔn)備好的圓上畫上圓心,然后在圓內(nèi)任取一點F(不能取O),用筆在F的位置做上記號。把圓紙片翻起一角,使圓周正好通過F,再抹平紙片,得到一條折痕L(為了看得清楚,也不妨用筆把直線L描出來)。這樣繼續(xù)折下去,就得到折痕??凑l折得最快,而且得到的圖案最漂亮。
一聲令下后,每個小組的成員都忙碌起來了,有的組先圍在一起商量再動手畫,而有的組則是先嘗試再總結(jié)。在游戲中,他們都非常地投入,非常地團結(jié),以最快的速度、最好的質(zhì)量完成了作品。當(dāng)我宣布比賽結(jié)果時,獲獎的小組同學(xué)異常高興,用擊掌來表示勝利。
目的:通過這個游戲,充分體現(xiàn)了學(xué)生合作交流、實踐體驗的學(xué)習(xí)方式,培養(yǎng)了學(xué)生間的協(xié)作精神與競爭意識。
二、觀看動畫,激發(fā)學(xué)生民族自豪感
在得到橢圓這個圖像后,為了他們能更好地了解橢圓的形成過程及在現(xiàn)實生活中的應(yīng)用。我自己利用FLASH設(shè)計制作了關(guān)于“神舟”五號從發(fā)射到升空,然后繞地飛行的動畫片,并配上了相關(guān)的解說詞。隨著飛船的升空,同學(xué)們的心情也隨之激動起來了。這是我國第一艘載人飛船。它的發(fā)射成功標(biāo)志著我國成為繼美國、俄羅斯之后的第三個有能力宇宙飛船的國家。這一刻,任何的言語都是多余的了。在場的每個人都在為自己是一個中國人而感到自豪,為我們國家的日益強大而感到驕傲。
目的:結(jié)合我國在科技、經(jīng)濟等各方面的最新動態(tài),讓學(xué)生增強民族自豪感,自尊心和自信心,從而轉(zhuǎn)化為為祖國建設(shè)刻苦學(xué)習(xí)的責(zé)任感和自覺性,同時,也培養(yǎng)學(xué)生不畏艱難,艱苦奮斗,刻苦鉆研的精神。
三、引出概念,利用類比進行辯證唯物主義教育
由于飛船運行的軌跡很明顯就是橢圓,所以,當(dāng)同學(xué)們看到FLASH動畫演示時,他們感嘆到:那是一個多么美麗的橢圓?。∧敲催@個軌跡是如何形成的呢?橢圓又是怎樣定義的呢?我拿出事先準(zhǔn)備的教具,選一個學(xué)生,讓他將一段長為2a的繩子,把它的兩端都固定在圖板上的一點O,將筆套在繩子里拉緊繩子,使筆尖P移動一周。結(jié)果得到的軌跡就是從O為圓心,以A為半徑的一個圓。這是我們已經(jīng)學(xué)過的軌跡問題。我再讓他將這段這段繩子的兩個端點分別固定在圖板上的不同兩點F1,F(xiàn)2(<2a),將筆套在繩子里拉緊繩子,使筆尖P移動一周。這時筆尖P畫出來的圖形就是一個橢圓了。到此,橢圓的定義通過游戲,動畫演示,教具演示等活動就形象、自然地演示出來了。它就是平面內(nèi)與兩個定點F1、F2的距離的和等于常數(shù)2a(2a> |F1F2|)的點的軌跡叫做橢圓。這兩個定點叫做橢圓的焦點,兩焦點的距離叫做焦距(一般用2c表示)。目的:通過動手操作,利用與圓作類比,體現(xiàn)了數(shù)學(xué)知識間的緊密聯(lián)系與相互作用,構(gòu)成了物質(zhì)的運動、變化與發(fā)展,能有效地進行辯證唯物主義教育。
四、利用游戲提高學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的興趣
為了增加趣味性,激發(fā)大家對橢圓的探索,我讓他們每組選出一個代表上來完成一個叫做“百發(fā)百中”的小游戲,它要求用硬紙做一個橢圓形的盒子,并且在橢圓形盒底的一個焦點上放一粒紐扣,作為子彈,在另一個焦點出豎立一個鋼筆套,作為靶子。你需要瞄準(zhǔn),把紐扣子彈沿著盒底面內(nèi)的任何方向彈射出去,經(jīng)過盒壁反射后,都一定命中靶子。
結(jié)果,大家的熱情一浪高過一浪,許多人進行了嘗試。這時,我就提出最后一個問題:把紐扣子彈沿著盒底面內(nèi)的任何方向彈射出去,經(jīng)過盒壁反射后,為什么都一定命中靶子呢?課后思考。這時,正好一節(jié)課結(jié)束,學(xué)生帶著這個問題,帶著思考,帶著探究的熱忱下課了。他們在課后為解決這個問題而進行了激烈的討論,也為后面的內(nèi)容做了很好的準(zhǔn)備。
目的:通過這個小游戲,不但大大提高了學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的興趣,增強了學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的自信心與自覺性,而且又為下一節(jié)課作好了鋪墊,使學(xué)生對下一節(jié)課充滿了無限的期望。
第二篇:高二數(shù)學(xué)橢圓教案
1,教學(xué)目標(biāo)
學(xué)習(xí)橢圓的典型例題
2,例題
例1 已知橢圓mx2?3y2?6m?0的一個焦點為(0,2)求m的值.
0?,a?3b,求橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程. 例2 已知橢圓的中心在原點,且經(jīng)過點P?3,例3 ?ABC的底邊BC?16,AC和AB兩邊上中線長之和為30,求此三角形重心G的軌跡和頂點A的軌跡.
分析:(1)由已知可得GC?GB?20,再利用橢圓定義求解.
(2)由G的軌跡方程G、A坐標(biāo)的關(guān)系,利用代入法求A的軌跡方程.
例4 已知P點在以坐標(biāo)軸為對稱軸的橢圓上,點P到兩焦點的距離分別為
45和325,過P點作焦點所在軸的垂線,它恰好過橢圓的一個焦點,求橢圓方程.
3x2y2例5 已知橢圓方程2?2?1?a?b?0?,長軸端點為A1,A2,焦點為F1,F(xiàn)2,Pab是橢圓上一點,?A1PA2??,?F1PF2??.求:?F1PF2的面積(用a、b、?表示).
0?,且在定圓B:例6 已知動圓P過定點A??3,?x?3??y2?64的內(nèi)部與其相內(nèi)切,2x2?11??y2?1,(1)求過點P?,?且被P平分的弦所在直線的方例7 已知橢圓2?22?程;
(2)求斜率為2的平行弦的中點軌跡方程;
1?引橢圓的割線,求截得的弦的中點的軌跡方程;(3)過A?2,(4)橢圓上有兩點P、Q,O為原點,且有直線OP、OQ斜率滿足kOP?kOQ??求線段PQ中點M的軌跡方程.
1,2
例8 已知橢圓4x2?y2?1及直線y?x?m.(1)當(dāng)m為何值時,直線與橢圓有公共點?(2)若直線被橢圓截得的弦長為
210,求直線的方程. 5x2y2??1的焦點為焦點,過直線l:x?y?9?0上一點M作橢圓,要例9 以橢圓123使所作橢圓的長軸最短,點M應(yīng)在何處?并求出此時的橢圓方程.
x2y2???1表示橢圓,求k的取值范圍. 例10 已知方程k?53?k解:
3,作業(yè)
例11 已知x2sin??y2cos??1(0????)表示焦點在y軸上的橢圓,求?的取值范圍.
例12 求中心在原點,對稱軸為坐標(biāo)軸,且經(jīng)過A(3,?2)和B(?23,1)兩點的橢圓方程.
例1
3知圓x2?y2?1,從這個圓上任意一點P向y軸作垂線段,求線段中點M的軌跡.
例14 已知長軸為12,短軸長為6,焦點在x軸上的橢圓,過它對的左焦點F1作傾斜解為
?的直線交橢圓于A,B兩點,求弦AB的長. 3
x2y2??1上的點M到焦點F1的距離為2,N為MF1的中點,則ON例15 橢圓259(O為坐標(biāo)原點)的值為A.B.2 C.8 D.2x2y2?1,試確定m的取值范圍,使得對于直線l:y?4x?m,例16 已知橢圓C:?43橢圓C上有不同的兩點關(guān)于該直線對稱.
例17 在面積為1的?PMN中,tanM?以M、N為焦點且過P點的橢圓方程.
1,tanN??2,建立適當(dāng)?shù)淖鴺?biāo)系,求出2x2y2??1所截得的線段的中點,求直線l的方程. 例18 已知P(4,2)是直線l被橢圓
369
第三篇:數(shù)學(xué)學(xué)科滲透德育教案
數(shù)學(xué)學(xué)科滲透德育教案
教學(xué)內(nèi)容:認(rèn)識前后
石壩小學(xué):鄧賢容
教學(xué)目標(biāo)
1.通過情境體驗與參與,使學(xué)生感知前后的位置關(guān)系
2.通過教學(xué),培養(yǎng)學(xué)生遵守公共秩序,文明守紀(jì)的良好品德。3.讓學(xué)生感受到生活中處處有數(shù)學(xué),增強學(xué)習(xí)的樂趣和自信心。教學(xué)內(nèi)容
認(rèn)識 “前后” 教具學(xué)具準(zhǔn)備
主題課件,學(xué)具卡片。教學(xué)過程
1.創(chuàng)設(shè)動畫情境,引導(dǎo)學(xué)生觀察。
教師:暑假快要結(jié)束了,一個人在鄉(xiāng)下姥姥家玩的聰聰就要讀一年級了,為了不耽誤爸爸、媽媽的工作,聰聰決定一個人從鄉(xiāng)下乘車回家,不讓大人接送,于是他一個人來到車站買票上車??
[將數(shù)學(xué)與生活情境緊密聯(lián)系,讓初入學(xué)的小學(xué)生真切感受到數(shù)學(xué)就在身邊,對數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)產(chǎn)生親切感。] a.教師演示“買票”課件。
b.學(xué)生觀察畫面,然后以小組為單位,每個人都說一說畫面上有哪些人?,小聰聰后面的解放軍叔叔排第幾
學(xué)生說的時候教師到處各組巡視、傾聽,并加以指導(dǎo)。c.各小組抽代表匯報交流。
d.師:看到聰聰一個人排隊買票的情境,同學(xué)們除了知道一共有5個人在排隊買票,以及每個人所處的位置外,你還看到了什么,想到了什么?
引導(dǎo)學(xué)生明白:
自己已經(jīng)是小學(xué)生了,自己能做的事要自己去做,在外出的時候,要養(yǎng)成遵守公共秩序、文明守紀(jì)的良好品德。
[充分利用教材的可教育資源,適時對學(xué)生進行遵守社會公共秩序、文明守紀(jì)的教育,使思想品德教育做到“隨風(fēng)潛入夜,潤物細(xì)無聲”,學(xué)生易于接受。] 2.動畫展示:穿紅衣服的阿姨買好票走了,后面的人依次上前。a.教師提問:“這時有幾個有在買票?小聰聰排第幾?聰聰后面有幾個人?”同樣先在小組內(nèi)交流,再全班交流。
b.教師操作課件,出示正確答案,強調(diào)觀察的順序和方向。鞏固練習(xí),強化對自然序數(shù)的理解
1.多媒體演示:全家福照片,學(xué)生根據(jù)要求,自己思考,然后匯報結(jié)果。2.出示書上的作業(yè),學(xué)生以小組的形式討論,共尋規(guī)律,完成填空。[適時安排兩道基礎(chǔ)性的練習(xí),強化和鞏固了學(xué)生對“前后”的感知和認(rèn)識,同時感受家庭的溫暖] 動手操作,深化感知
1.學(xué)生拿出4個正方形學(xué)具片和1個圓片,先獨立擺一擺,把擺的結(jié)果在小組內(nèi)與同學(xué)說一說,看看圓片可以放在哪些位置上?
2.教師說要求,學(xué)生擺學(xué)具。
a.讓學(xué)生試試把圓片放在第2的位置上,可以怎樣放? b.學(xué)生擺,教師觀察、巡視。
c.對學(xué)生的以下兩種擺法,提出討論:為什么把○放在第2位會產(chǎn)生兩種不同擺法?
□○□□□
□□□○□ 引導(dǎo)學(xué)生體會“前后”的相對性。
[“前后”是相對的。通過學(xué)生動手操作,讓其在具體的操作中感知和體驗“前后”的相對性,使知識得以向縱深發(fā)展,同時鼓勵并肯定學(xué)生豐富多樣的拼擺,活躍了學(xué)生的思維,激發(fā)了學(xué)生的創(chuàng)造力。] 寓教于樂,拓展應(yīng)用知識
師:剛才同學(xué)們學(xué)習(xí)很認(rèn)真,下面我們一起來做一個游戲──開火車。選出幾名學(xué)生跟在教師身后,組成一列“火車”,圍繞教室內(nèi)的過道緩慢“行駛”。
1.其余學(xué)生觀察組成“火車”的人數(shù)以及教師和每位同學(xué)在隊列中的位置,并與同桌交流。
2.“火車”改變前進的方向,“火車頭”變?yōu)椤盎疖囄病保^察并說出這時老師和每個同學(xué)在隊列中的位置。
3.引導(dǎo)學(xué)生明白:方向不同,其結(jié)果也就不同。
[以游戲為載體進行教育,能化抽象為具體,化枯燥為愉悅,從而實現(xiàn)學(xué)生在輕松快樂的氛圍中深化感知。] 全課小結(jié)(略)
第四篇:橢圓的定義及其標(biāo)準(zhǔn)方程教案
§14.2橢圓的定義與標(biāo)準(zhǔn)方程
一、教材分析
本節(jié)課是圓錐曲線的第一課時,它是繼學(xué)生學(xué)習(xí)了直線和圓的方程,對曲線和方程的概念有了一些了解,對用坐標(biāo)法研究幾何問題有了初步認(rèn)識的基礎(chǔ)上,進一步學(xué)習(xí)用坐標(biāo)法研究曲線。橢圓的學(xué)習(xí)可以為后面研究雙曲線、拋物線提供基本模式和理論基礎(chǔ)。因此這節(jié)課有承前啟后的作用,是本章的重點內(nèi)容之一。
二、教學(xué)目標(biāo)
(一)知識目標(biāo)
1、理解并掌握橢圓的定義,明確焦點、焦距的概念;
2、掌握橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程;
(二)能力目標(biāo)
培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)規(guī)律、尋求規(guī)律、認(rèn)識規(guī)律并利用規(guī)律解決實際問題的能力。
(三)德育目標(biāo)
1、使學(xué)生認(rèn)識并理解世間一切事物的運動都是有規(guī)律的;
2、使學(xué)生通過運動規(guī)律,認(rèn)清事物運動的本質(zhì)。
三、教學(xué)重、難點及關(guān)鍵
1、重點:橢圓的定義和橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程。
2、難點:橢圓標(biāo)準(zhǔn)方程的推導(dǎo)。
3、關(guān)鍵:突破難點要抓住“建立坐標(biāo)系”和“化簡方程”兩個環(huán)節(jié)。
四、教學(xué)方法
主要采用探究實踐、啟發(fā)與講練相結(jié)合
五、教具
主要采用多媒體課件
六、教學(xué)過程
1、創(chuàng)設(shè)情景、引入概念
(多媒體演示)展示相應(yīng)的圖片,讓學(xué)生在感受美的同時也了解到本節(jié)課所要研究的圖形——橢圓。
提問:這些圖片中的實物的形狀是什么的圖形? 學(xué)生回答:橢圓
請同學(xué)再列舉一些橢圓形的例子,教師指出橢圓在生活中很常見,今天我們就一起學(xué)習(xí)----橢圓(給出課題)。
教師指出:通過前面的學(xué)習(xí)知道,圓是平面內(nèi)與定點的距離等于定長的點的軌跡,那么橢圓又是滿足什么條件的點的軌跡呢?我們一起來探究。
2、新知探究、形成概念
利用多媒體演示橢圓的畫法。
依據(jù)多媒體演示的畫法,請學(xué)生思考:圖中哪些量是不變的,哪些量是可變化的,試著用自己的語言說一說怎樣形成橢圓?
讓學(xué)生拿出課前準(zhǔn)備的紙板、細(xì)繩、圖釘,根據(jù)自己得出的橢圓畫法,試著用手中的工具畫出橢圓。讓學(xué)生動手,使其嘗試到成功的喜悅,同時提醒學(xué)生注意繩長要大于兩圖釘之間的距離。
教師啟發(fā)、提問,并由學(xué)生歸納出橢圓的定義。定義:平面內(nèi)與兩個定點F1、F2的距離之和等于常數(shù)2a(大于|F1F2|)的點的軌跡叫做橢圓。其中兩個定點叫做焦點,兩焦點的距離叫做焦距,記為2c。
提問:若令M為橢圓上任意一點,可否把定義用數(shù)學(xué)表達(dá)式寫出?
學(xué)生思考回答:|MF1|+|MF2|=2a 教師指出:此式稱為定義式,其應(yīng)用非常廣泛。
3、標(biāo)準(zhǔn)方程的猜測與推導(dǎo)
依據(jù)多媒體的動態(tài)數(shù)據(jù)來猜測橢圓的方程
問:請你猜測一下橢圓的方程?
x2y2學(xué)生:(2?2?1,a>b>0)
ab
根據(jù)一般的求軌跡方程步驟推導(dǎo)橢圓的方程。
(1)建系:以F1、F2所在直線為x軸,線段F1F2的中垂線為y軸建立直角坐標(biāo)系。
(2)設(shè)點: 設(shè)M(x,y)是橢圓上任意一點,因|F1F2|=2c,則F1(-c,0),F(xiàn)2(c,0)(學(xué)生回答)
(3)列式: 讓學(xué)生自己列出:|MF1|+|MF2|=2a,并將其坐標(biāo)化后得:?x?c?2?y2??x?c?2?y2?2a
(4)化簡:(過程可以簡略,不作要求)
x2y2教師指出:方程2?2?1?a?b?0?叫做橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程,其焦點
ab在x軸上,焦點坐標(biāo)為F1(-c,0),F(xiàn)2(c,0)且a2?b2?c2 啟發(fā):若把坐標(biāo)系中的x軸、y軸的位置互換,橢圓的焦點位置如何?方程形式又如何?
y2x2讓學(xué)生合理猜想,得出:2?2?1
ab教師指出此方程同樣可用上述方法進行推導(dǎo)。思考:如何依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)方程判斷焦點的位置?
學(xué)生觀察后可得出:含x2,y2的分式的分母誰大,焦點就在那個軸上。
五秒快速練習(xí):判斷下列橢圓的焦點位置?
x2y2y2x21、??
12、??1
152053y2x2x2y23、??
14、??1
111825244、知識應(yīng)用
例1:已知橢圓的焦點在x軸上,焦距為8,橢圓上的點到兩個焦點的距離之和為10,求橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程.先給學(xué)生提示,再讓學(xué)生自己動手做,并抽取兩位同學(xué)所做的進行講評,最后課件給出標(biāo)準(zhǔn)答案。例2:求下列橢圓的焦點和焦距
x2y2(1)??1;
(2)2x2?y2?16
54分析:解題關(guān)鍵是判斷橢圓的焦點在哪條坐標(biāo)軸上,方法是觀察標(biāo)準(zhǔn)方程中含x項與含y項的分母,哪項的分母大,焦點就在哪條坐標(biāo)軸上。學(xué)生先做,然后課件給出正解。
分組練習(xí):求橢圓的焦距與焦點坐標(biāo)?
x2y2①??1 156x2y2?1 ②?25169??3,0?,焦距2c?6焦點坐標(biāo)為?0,?12?,焦距2c?24焦點坐標(biāo)為請學(xué)生給出結(jié)果,體會成功的喜悅。同時給出練習(xí)③9x2?25y2?225讓學(xué)生獨立完成,并對學(xué)生所做的進行講評。
5、歸納小結(jié)
(1)知識小結(jié):引導(dǎo)學(xué)生歸納,最后教師給出知識結(jié)構(gòu)圖。(2)方法小結(jié):(教師小結(jié))
①用坐標(biāo)法研究曲線;
②用運動、變化的觀點分析問題;
6、作業(yè):練習(xí)冊相應(yīng)的練習(xí)。
第五篇:第一輪復(fù)習(xí)教案之---橢圓
圓錐曲線與方程橢圓
1.橢圓定義:一個動點P,平面內(nèi)與兩定點F1,F(xiàn)2的距離的和等于常數(shù)
(PF1?PF2=2a(a為常數(shù))2a>F1F2)的點的軌跡叫做橢圓.
?若2a>F1F2,則動點P的軌跡是橢圓
?若2a=F1F2,則動點P的軌跡是線段F1F2
?若2a<F1F2,則動點P無軌跡 其中:兩個定點叫做橢圓的焦點,焦點間的距離叫做焦距;定直線叫做準(zhǔn)線。
常數(shù)叫做離心率。
第二定義:平面內(nèi)與一個定點的距離和到一條定直線的距離的比是常數(shù)e(0?e?1)的點的軌跡。2.橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程: 焦點在x軸上時,方程為x2y2a2?b2?1(a?b?0)焦點F1(?c,0)F2(c,0)
y2焦點在y軸上時,方程為a2?x2b2?1(a?b?0)焦點F注:c2?a2?b21(0,?c)F2(0,c)
橢圓的一般方程:mx2?ny2?1(m?0,n?0,m?n)
參數(shù)方程 ?x?acos??(?為參數(shù))?y?bsin?
3.橢圓x2y2a2?b2?1(a?b?0)的性質(zhì):
(1)范圍:?a?x?a,?b?y?b(2)對稱性:關(guān)于x軸、y軸、原點對稱(3)頂點坐標(biāo)、焦點坐標(biāo)是(?c,0)
(4)長軸長2a、短軸長2b、焦距2c、長半軸a、短半軸b、半焦距c 2(5)橢圓x2y2a2?b2?1(a?b?0)的,準(zhǔn)線方程是x??ac,準(zhǔn)線到中心的距離為
a2c.2b22通徑的長是b2a,通徑的一半(半通徑):
ba,焦準(zhǔn)距(焦點到對應(yīng)準(zhǔn)線的距離)
c. 2(6)離心率e?ca?c2a2?1?ba2?cos?B2F2O,離心率越大,橢圓越扁
22(7)焦半徑:若點P(x0,y0)是橢圓
xa2?yb2?1(a?b?0)上一點,F(xiàn)1、F2是其左、右焦點,a2PFa2焦半徑的長:PF1?e(x0?c)?a?ex0和2?e(x0?c)?a?ex0.
4.橢圓的的內(nèi)外部:
(1)點P(xx22220,y0)在橢圓a2?yb2?1(a?b?0)的內(nèi)部?x0y0a2?b2?1(2)點P(xx2220,y0)在橢圓a2?yb2?1(a?b?0)的外部?x0y20a2?b2?1
5.橢圓系方程:
2222與橢圓xa2?yb2?1(a?b?0)共焦點的橢圓系方程可設(shè)為:是
xa2???yb2???1(b2???0).22與橢圓xyx22y22a2?b2?1(a?b?0)有相同離心率的橢圓系方程可設(shè)為:a2?yb2??或a2?xb2??.補充性質(zhì):
1.若Px2y2x0xy0y0(x0,y0)在橢圓a2?b2?1上,則過P0的橢圓的切線方程是
a2?b2?1.222.若P0(x0,y0)在橢圓xa2?yPb2?1外,則過Po作橢圓的兩條切線切點為P1、2,則切點弦Px1P2的直線方程是0xa2?y0yb2?1.3.以焦點弦PQ為直徑的圓必與對應(yīng)準(zhǔn)線相離.4.以焦點半徑PF1為直徑的圓必與以長軸為直徑的圓內(nèi)切.225.橢圓xa2?yb2?1(a>b>0)的左右焦點分別為F1,F(xiàn) 2,點P為橢圓上任意一點?F1PF2??,則橢圓的焦點角形的面積為S2??F1PF2?btan2.26.AB是橢圓xy2a2?b2?1的不平行于對稱軸的弦,M(x0,y0)為AB的中點,22則kOM?kb0AB??a2,即KAB??bxa2y。
0
7.若P0(x0,y0)在橢圓
8.若P0(x0,y0)在橢圓xa22xa22?yb22?1內(nèi),則被Po所平分的中點弦的方程是
x0xa2?y0yb2?x0a22?y0b22.?yb22?1內(nèi),則過Po的弦中點的軌跡方程是
xa22?yb22?x0xa2?y0yb2.9.點P處的切線PT平分△PF1F2在點P處的外角.10.PT平分△PF1F2在點P處的外角,則焦點在直線PT上的射影H點的軌跡是以長軸為直徑的圓,除去長軸的兩個端點.11.設(shè)過橢圓焦點F作直線與橢圓相交 P、Q兩點,A為橢圓長軸上一個頂點,連結(jié)AP 和AQ分別交相應(yīng)于焦點F的橢圓準(zhǔn)線于M、N兩點,則MF⊥NF.12.過橢圓一個焦點F的直線與橢圓交于兩點P、Q, A1、A2為橢圓長軸上的頂點,A1P和A2Q交于點M,A2P和A1Q交于點N,則MF⊥NF.13.已知橢圓(1)1|OP|2xa22?yb122?1(a>b>0),O為坐標(biāo)原點,P、Q為橢圓上兩動點,且OP?OQ.?1a2?xa22|OQ|?yb222?1b2;(2)|OP|+|OQ|的最大值為
24ab2222a?b;(3)S?OPQ的最小值是
ab2222a?b.14.P為橢圓?1(a>b>0)上任一點,F1,F2為二焦點,A為橢圓內(nèi)一定點,則2a?|AF2|?|PA|?|PF1|?2a?|AF1|,當(dāng)且僅當(dāng)A,F2,P三點共線時,等號成立.例 題 分 析
例1 已知橢圓mx2?3y2?6m?0的一個焦點為(0,2)求m的值.(故m?5.)
例 2(1)已知方程x2k?5?y23?k??1表示橢圓,求k的取值范圍.
(2)已知x2sin??y2cos??1(0????)表示焦點在y軸上的橢圓,求?的取值范圍.
??(?2,34解:(1)滿足條件的k的取值范圍是3?k?5,且k?4.(2)
1?).
說明:(1)由橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程知sin?2?0?1cos?b2?0,1,這是容易忽視的地方.
1cos?,sin?.(2)由焦點在y軸上,知
(3)求?的取值范圍時,應(yīng)注意題目中的條件0????
a???
例3(1)已知橢圓的中心在原點,且經(jīng)過點P?3,0?,a?3b,求橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程.
453253(2)已知P點在以坐標(biāo)軸為對稱軸的橢圓上,點P到兩焦點的距離分別為和,過P點作焦點所在軸的垂線,它恰好過橢圓的一個焦點,求橢圓方程.
(3)已知動圓P過定點A??3,?x?3??y2?64的內(nèi)部與其相內(nèi)切,0?,且在定圓B:2求動圓圓心P的軌跡方程.
(4)求中心在原點,對稱軸為坐標(biāo)軸,且經(jīng)過A(3,?2)和B(?23,1)兩點的橢圓方程.
x215?y25?1
(5)知圓x2?y2?1,從這個圓上任意一點P向y軸作垂線段,求線段中點M的軌跡.4x2?y2?1.
x2解:(1)故橢圓的方程為9?y?12y2 或 81?x29?1x2(2)所求橢圓方程為5?3y102?13x或102?y25?1
(3)分析:關(guān)鍵是根據(jù)題意,列出點P滿足的關(guān)系式.
解:如圖所示,設(shè)動圓P和定圓B內(nèi)切于點M.動點P到兩定點,即定點即A??3,0?和定圓圓心B?3,0?距離之和恰好等于定圓半徑,.∴點P的軌跡是以A,B為兩焦點,PA?PB?PM?PB?BM?8x半長軸為4,半短軸長為b?2.
說明:本題是先根據(jù)橢圓的定義,判定軌跡是橢圓,然后根據(jù)橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程,求軌跡的方程. 這是求軌跡方程的一種重要思想方法.
4?3?227的橢圓的方程:16?y27?1
例4 ?ABC的底邊BC?16,AC和AB兩邊上中線長之和為30,求此三角形重心G的軌跡和頂點A的軌跡.
x分析:(1)由已知可得
2GC?GB?20,再利用橢圓定義求解.故其方程為100?y236?1?y?0?
x2(2)由G的軌跡方程G、A坐標(biāo)的關(guān)系,利用代入法求A的軌跡方程.A的軌跡方程為900?y2324?1?y?0?,其軌跡是橢圓(除去x軸上兩點).
2例5 已知橢圓x?y2?1,(1)求過點P??1,1??且被2P平分的弦所在直線的方程; ?22?(2)求斜率為2的平行弦的中點軌跡方程;
(3)過A?2,1?引橢圓的割線,求截得的弦的中點的軌跡方程;
(4)橢圓上有兩點P、Q,O為原點,且有直線OP、OQ斜率滿足k1OP?kOQ??2,求線段PQ中點M的軌跡方程.
分析:此題中四問都跟弦中點有關(guān),因此可考慮設(shè)弦端坐標(biāo)的方法. 解:設(shè)弦兩端點分別為M?x1,y1?,N?x2,y2?,線段MN的中點R?x,y?,則
?x21?2y21?2,①?①-②得
?x1?x2??x1?x2??2?y1?y2??y1?y2??0.
?x22y22?2?2,②x2?由題意知
x1?x2,則上式兩端同除以
x1?,有?x1?x2?2x,③??x1?x2?2?y1?y2?y1?y2?y1?y2?2y,④x?01?x2,x?2yy1?y2將③④代入得
xx?01?2.⑤
x?1?1y1?y2??1(1)將2y,2代入⑤,得x1?x22,故所求直線方程為:
2x?4y?3?0. ⑥
2y?122?0??36?4?6?1將⑥代入橢圓方程x?2y?26y?6得
4,4?0符合題意,2x?4y?3?0為所求.
y1?y2?2(2)將x1?x2代入⑤得所求軌跡方程為:
x?4y?0.(橢圓內(nèi)部分)
y1?y2x?y?122(3)將1?x2x?2代入⑤得所求軌跡方程為:
x?2y?2x?2y?0.(橢圓內(nèi)部分)
x1?x2(4)由①+②得
:
21222222?y1?y2?2?22?,⑦,將③④平方并整理得
222x?x?4x?2x1x2,⑧,y1?y2?4y?2y1y2,⑨
4x?2x1x2將⑧⑨代入⑦得:
24?4y?2y1y2?2?2?,⑩
?1?2x?x1x2?4y?2??x1x2??2y1y2??x1x2?2?2再將代入⑩式得:
,即
122x?2y212?1.
此即為所求軌跡方程.當(dāng)然,此題除了設(shè)弦端坐標(biāo)的方法,還可用其它方法解決.
xy例6已知橢圓C:??1,試確定m的取值范圍,使得對于直線l:y?4x?m,橢圓C上有不同的兩點4322關(guān)于該直線對稱.
分析:若設(shè)橢圓上A,B兩點關(guān)于直線l對稱,則已知條件等價于:(1)直線AB?l;(2)弦AB的中點M在l上.利用上述條件建立m的不等式即可求得m的取值范圍.
解:(法1)設(shè)橢圓上A(x1,y1),B(x2,y2)兩點關(guān)于直線l對稱,直線AB與l交于M(x0,y0)點.
1?y??x?n,??4?221?x?y?1,y??x?nk?4?y43∵l的斜率l,∴設(shè)直線AB的方程為.由方程組?4消去得
13.于是213,413,13x?8nx?16n?48?0
①?!?n12n4n13(,)n?4??mn??my?4x?m1313134MM即點的坐標(biāo)為.∵點在直線上,∴.解得. ②
將式②代入式①得13x?26mx?169m?48?0
③ 2222x1?x2?8nx0?x1?x2?4ny0??1x0?n?12n??(26m)?4?13(169m?48)?0∵A,B是橢圓上的兩點,∴.解得n??(法2)同解法1得出
22?21313?m?21313.
13414m,∴
x0?134413(?134m)??m,即M點坐標(biāo)為y0??14x0?134m???(?m)?m??3m(?m,?3m).
2(?m)∵A,B為橢圓上的兩點,∴M點在橢圓的內(nèi)部,∴(法3)設(shè)
24?(?3m)3?1.解得
?21313?m?21313.
A(x1,y1),B(x2,y2)x12(x,y0)是橢圓上關(guān)于l對稱的兩點,直線AB與l的交點M的坐標(biāo)為0.
x2,42∵A,B在橢圓上,∴4?y132?1?y232?1.兩式相減得
3(x1?x2)(x1?x2)?4(y1?y2)(y1?y2)?0,y1?y2即3?2x0(x1?x2)?4?2y0(y1?y2)?0kAB?kl??1.∴
x1?x2?4??1??3x04y0(x1?x2).
?,∴
3x04y0又∵直線AB?l,∴,即
y0?3x0 ①。又M點在直線l上,∴y0?4x0?m
②。由①,②得M點的坐標(biāo)為(?m,?3m).以下同解法2.說明:涉及橢圓上兩點A,B關(guān)于直線l恒對稱,求有關(guān)參數(shù)的取值范圍問題,可以采用列參數(shù)滿足的不等式:(1)利用直線AB與橢圓恒有兩個交點,通過直線方程與橢圓方程組成的方程組,消元后得到的一元二次方程的判別式??0,建立參數(shù)方程.
x0(2)利用弦AB的中點
2M(x0,y0)在橢圓內(nèi)部,滿足a?y0b2?1,將
x0,y0利用參數(shù)表示,建立參數(shù)不等式.
補充練習(xí)
1.求適合條件的橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程.
(1)長軸長是短軸長的2倍,且過點?2,?6?;
x2222148?y37?1或
y52?x13x?1.
2(2)在x軸上的一個焦點與短軸兩端點的聯(lián)機互相垂直,且焦距為6.
18?y29?1
(3)橢圓的一個頂點為A?2,0?,其長軸長是短軸長的2倍,求橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程.
x2分析:題目沒有指出焦點的位置,要考慮兩種位置.4?y216?1x2或4?y21?1
(4)
已知中心在原點,焦點在x軸上的橢圓與直線x?y?1?0交于A、B兩點,M為AB中點,OM 的斜率為0.25,橢圓的短軸長為2,求橢圓的方程.
說明:(1)此題求橢圓方程采用的是待定系數(shù)法;(2)直線與曲線的綜合問題,經(jīng)常要借用根與系數(shù)的關(guān)系,來解決弦長、弦中點、弦斜率問題.
x24?y?1
2(5)求中心在原點,對稱軸為坐標(biāo)軸,且經(jīng)過A(3,?2)和B(?23,1)兩點的橢圓方程.??1
155
x2y22.一個橢圓的焦點將其準(zhǔn)線間的距離三等分,求橢圓的離心率.e?1354?33
3.已知橢圓x2k?8x22?y29yb22?1的離心率e?12,求k的值.k?4或k??.
4.已知橢圓4b??1上一點P到右焦點F2的距離為b(b?1),求P到左準(zhǔn)線的距離.23b.
分析:利用橢圓的兩個定義,或利用第二定義和橢圓兩準(zhǔn)線的距離求解.
5.已知橢圓 x29?y25?1內(nèi)有一點A(1,1),F(xiàn)1、F2分別是橢圓的左、右焦點,點P是橢圓上一點.(1)求PA?PF1的最大值、最小值及對應(yīng)的點P坐標(biāo) ;
6?(2)求PA?22.6?2
32PF2的最小值及對應(yīng)的點P的坐標(biāo).
P坐標(biāo)(655,1)
6.(1)寫出橢圓x9?y24?1的參數(shù)方程;
?2(2)求橢圓內(nèi)接矩形的最大面積.S?4?3cos??2sin??12sin2??12(0???x2)
7.求橢圓3?y?1上的點到直線x?y?6?0的距離的最小值. 2分析:先寫出橢圓的參數(shù)方程,由點到直線的距離建立三角函數(shù)關(guān)系式,求出距離的最小值.d最小值?22
8.已知橢圓4x2?y2?1及直線y?x?m.
5252(1)當(dāng)m為何值時,直線與橢圓有公共點???m?
(2)若直線被橢圓截得的弦長為
2105,求直線的方程.方程為y?x
9.以橢圓x212?y23?1的焦點為焦點,過直線l:x?y?9?0上一點M作橢圓,要
使所作橢圓的長軸最短,點M應(yīng)在何處?并求出此時的橢圓方程.
x245?y236?1
分析:橢圓的焦點容易求出,按照橢圓的定義,本題實際上就是要在已知直線上找一點,使該點到直線同側(cè)的兩已知點(即兩焦點)的距離之和最小,只須利用對稱就可解決.
10.橢圓x225?y92?9??1上不同三點A?x1,y1?,B?4,?,C?x2,y2?與焦點F?4,0?的距離成等差數(shù)列.
?5?(1)求證x1?x2?8;(2)若線段AC的垂直平分線與x軸的交點為T,求直線BT的斜率k. 證明:(1)由橢圓方程知a?5,b?3,c?4. 由圓錐曲線的統(tǒng)一定義知:
AFa2?ca,∴
AF?a?ex1?5?45x1.同理
CF?5?45x2.
c?x195∵
AF?CF?2BF,且BF?,∴
?5???4???18,即
x1?x2?8. x1???5?x2??5??55?4 8(2)因為線段AC的中點為?4,1??y?y2??,所以它的垂直平分線方程為 2?
y?y1?y22?x1?x2y1?y2?x?4?.
y1?y222又∵點T在x軸上,設(shè)其坐標(biāo)為?x0,0?,代入上式,得 x0?4?又∵點A?x1,y1?,B?x2,y2?都在橢圓上,∴ y12?9252?x1?x2?
?25?x?
21y2?2925?25?x?∴
22y1?y2??22925?x1?x2??x1?x2?.
將此式代入①,并利用x1?x2?8的結(jié)論得
x0?4??362∴ kBT?055??.
4?x04911.橢圓xa22?yb22?1(a?b?0)與x軸正向交于點A,若這個橢圓上總存在點P,使OP?AP
(O為坐標(biāo)原點),求其離心率e的取值范圍.
分析:∵O、A為定點,P為動點,可以P點坐標(biāo)作為參數(shù),把OP?AP,轉(zhuǎn)化為P點坐標(biāo)的一個等量關(guān)系,再利用坐標(biāo)的范圍建立關(guān)于a、b、c的一個不等式,轉(zhuǎn)化為關(guān)于e的不等式.為減少參數(shù),易考慮運用橢圓參數(shù)方程.
解:設(shè)橢圓的參數(shù)方程是??x?acos??y?bsin?(a?b?0),則橢圓上的點P(acos?,bsin?),A(a,0),bsin?acos?bsin?acos??a∵OP?AP,∴???1,即(a?b)cos??acos??b?0,解得cos??1或cos??22222b222a?b,∵?1?cos??1 ∴cos??1(舍去),?1?b222a?b22?1,又b?a?c
222∴0?ac22?2,∴e?22,又0?e?1,∴?e?1.
說明:若已知橢圓離心率范圍(22,1),求證在橢圓上總存在點P使OP?AP.如何證明? 12.已知橢圓x24?y32?1,F(xiàn)1、F2為兩焦點,問能否在橢圓上找一點M,使M到左準(zhǔn)線l的距離MN
是MF1與MF2的等比中項?若存在,則求出點M的坐標(biāo);若不存在,請說明理由. 解:假設(shè)M存在,設(shè)M?x1,y1?,由已知條件得
a?2,b?3,∴c?1,e?12.
∵左準(zhǔn)線l的方程是x??4,∴MN?4?x1. 又由焦半徑公式知:MF1?a?ex1?2?∵MN212x1,MF2?a?ex1?2?12x1.
1??1??22?MF1?MF2,∴?x1?4???2?x1??2?x1?.整理得5x1?32x1?48?0.
2??2??125解之得x1??4或x1??.
①
另一方面?2?x1?2.
② 則①與②矛盾,所以滿足條件的點M不存在.
說明:(1)利用焦半徑公式解??珊喕忸}過程.
(2)本例是存在性問題,解決存在性問題,一般用分析法,即假設(shè)存在,根據(jù)已知條件進行推理和運算.進而根據(jù)推理得到的結(jié)果,再作判斷.
(3)本例也可設(shè)M2cos?,3sin?存在,推出矛盾結(jié)論(讀者自己完成). 13.已知長軸為12,短軸長為6,焦點在x軸上的橢圓,過它對的左焦點F1作傾斜解為B兩點,求弦AB的長. ???3的直線交橢圓于A,分析:可以利用弦長公式AB?1?k2x1?x2?(1?k)[(x1?x2)?4x1x2]求得,22也可以利用橢圓定義及余弦定理,還可以利用焦點半徑來求. 解:(法1)利用直線與橢圓相交的弦長公式求解. AB?1?k2x1?x2?22(1?k)[(x1?x2)?4x1x2].因為a?6,b?3,所以c?33.因為焦點在x軸上,所以橢圓方程為x236?y29?1,左焦點F(?33,0),從而直線方程為y?3x?9.
由直線方程與橢圓方程聯(lián)立得:13x?723x?36?8?0.設(shè)x1,x2為方程兩根,所以x1?x2??x1x2?36?813272313,k?3,從而AB?1?k2x1?x2?(1?k)[(x1?x2)?4x1x2]?224813.
(法2)利用橢圓的定義及余弦定理求解. 由題意可知橢圓方程為2x236?y292?1,設(shè)AF1?m,BF1?n,則AF2?12?m,BF2?12?n.
?F1F22在?AF1F2中,AF2所以m?64?3?AF1?2AF1F1F2cos?3,即(12?m)2?m2?36?3?2?m?63?6481312;
.同理在?BF1F2中,用余弦定理得n?4?3,所以AB?m?n?.
(法3)利用焦半徑求解.
先根據(jù)直線與橢圓聯(lián)立的方程13x?723x?36?8?0求出方程的兩根x1,x2,它們分別是A,B的橫坐標(biāo).再根據(jù)焦半徑AF1?a?ex1,BF1?a?ex2,從而求出AB?AF1?BF1.
14.已知P(4,2)是直線l被橢圓
x2236?y29?1所截得的線段的中點,求直線l的方程.
分析:本題考查直線與橢圓的位置關(guān)系問題.通常將直線方程與橢圓方程聯(lián)立消去y(或x),得到關(guān)于x(或y)的一元二次方程,再由根與系數(shù)的關(guān)系,直接求出x1?x2,x1x2(或y1?y2,y1y2)的值代入計算即得. 并不需要求出直線與橢圓的交點坐標(biāo),這種“設(shè)而不求”的方法,在解析幾何中是經(jīng)常采用的.
解:方法一:設(shè)所求直線方程為y?2?k(x?4).代入橢圓方程,整理得
(4k?1)x?8k(4k?2)x?4(4k?2)?36?0 ①
222 設(shè)直線與橢圓的交點為A(x1,y1),B(x2,y2),則x1、x2是①的兩根,∴x1?x2?∵P(4,2)為AB中點,∴4?x1?x22?4k(4k?2)4k?128k(4k?2)4k?12,k??12.∴所求直線方程為x?2y?8?0.
方法二:設(shè)直線與橢圓交點A(x1,y1),B(x2,y2).∵P(4,2)為AB中點,∴x1?x2?8,y1?y2?4. 又∵A,B在橢圓上,∴x1?4y1?36,x2?4y2?36兩式相減得(x1?x2)?4(y1?y2)?0,即(x1?x2)(x1?x2)?4(y1?y2)(y1?y2)?0.∴
y1?y2x1?x2??(x1?x2)4(y1?y2)??1222222222.∴直線方程為x?2y?8?0.
方法三:設(shè)所求直線與橢圓的一個交點為A(x,y),另一個交點B(8?x,4?y).
∵A、B在橢圓上,∴x?4y?36
①。
(8?x)?4(4?y)?36
②
B的直線只有一條,從而A,B在方程①-②的圖形x?2y?8?0上,而過A、∴直線方程為x?2y?8?0. 2222說明:直線與圓錐曲線的位置關(guān)系是重點考查的解析幾何問題,“設(shè)而不求”的方法是處理此類問題的有效方法.若已知焦點是(33,0)、(?33,0)的橢圓截直線x?2y?8?0所得弦中點的橫坐標(biāo)是4,則 如何求橢圓方程?
xy15.已知橢圓C:2?2?1?a?b?0?,A、B是其長軸的兩個端點.
ab22(1)過一個焦點F作垂直于長軸的弦PP?,求證:不論a、b如何變化,?APB?120?.(2)如果橢圓上存在一個點Q,使?AQB?120?,求C的離心率e的取值范圍.
分析:本題從已知條件出發(fā),兩問都應(yīng)從?APB和?AQB的正切值出發(fā)做出估計,因此要從點的坐標(biāo)、斜率入手.本題的第(2)問中,其關(guān)鍵是根據(jù)什么去列出離心率e滿足的不等式,只能是橢圓的固有性質(zhì):x?a,y?b,根據(jù)?AQB?120得到
?2ayx?y?a222??3,將x?a?22ab22y代入,消去x,2用a、b、c表示y,以便利用y?b列出不等式.這里要求思路清楚,計算準(zhǔn)確,一氣呵成. ?x?c?b2?P?解:(1)設(shè)F?c,0?,A??a,0?,B?a,0?.
?222222?c,a??bx?ay?ab?? ??于是kAP?b2a?c?a?,kBP?b2a?c?a?.
22b∵?APB是AP到BP的角.∴tan?APB?a?c?a?1?2?b4a?c?a?22b??2ac22
ac?a??∵a2?c2∴tan?APB??2
?故tan?APB??3
∴?APB?120.
(2)設(shè)Q?x,y?,則kQA?yx?a,kQB?yx?a.
由于對稱性,不妨設(shè)y?0,于是?AQB是QA到QB的角.
y?y2ayx?a? 2222yx?y?a2∴tan?AQB?x?a1?x?a2∵?AQB?120,∴?2ayx?y?a222??3
整理得3?x?y?a222??2ay?0∵x?a?22ab22y 12 ∴3??a2??1?b2?2?y?2ay?0
??2∵y?0,∴y?2ab2
3c2∵y?b,∴2ab3c2?b
2ab?3c2,4a2?a2?c2??3c2
∴4c4?4a2c2?4a4?0,3e4?4e2?4?0∴e2?32或e2??2(舍),∴
63?e?1.