文档内容
椭圆的性质
一、 课堂目标
1.从范围,对称性,顶点,离心率几个角度出发研究并掌握椭圆的基本性质.
2.能够实现椭圆的标准方程和椭圆的几何性质之间的灵活转化.
【备注】目标解读:
关联知识:椭圆的定义和方程.
本讲解读:本讲的重点是掌握椭圆的范围、对称性、求顶点坐标以及离心率;难点是椭圆
性质的综合问题.
能力素养:本讲主要培养学生数学运算和逻辑推理的能力.
二、 知识引入
复习回顾
1.椭圆的定义及标准方程
复习回顾
2.圆的基本性质:
(1)半圆或直径所对的圆周角是直角.
(2)在同圆或等圆中,相等的圆心角所对的弧相等,同弧所对的圆周角是圆心角的一半.
(3)同圆或等圆的半径相等.
(4)过三个点一定可以作一个圆.
(5)在同圆或等圆中,相等的圆心角所对的弧相等.
1(6)经过圆心平分弦的直径垂直于弦.
那么,我们来思考一下,椭圆有哪些性质呢?本节课我们就来学习椭圆的性质.
三、 知识讲解
1. 范围
由方程 知,
椭圆 上任意一点的坐标 都适合不等式 , .
解得: , .
这说明:
①椭圆 位于直线 和 围成的矩形内,如下图:
②椭圆上任意一点的横纵坐标都是有范围的,有时候会将所求解的问题量化为关于 或 的函数,此时的
隐含条件是函数的定义域可由上得到.
例题
1. 若方程 表示焦点在 轴上的椭圆,则实数 的取值范围是( ).
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】方程 ,即为 ,
由题意可得 ,
解得 .
【标注】【知识点】椭圆的标准方程
2思路梳理
本题所考查的知识点:
1. __________________________________
2. __________________________________
3. __________________________________
2. 若方程 表示焦点在 轴上的椭圆,那么实数 的取值范围是( ).
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】∵方程 ,
即 表示焦点在 轴上的椭圆,
∴ ,故 .
故选 .
【标注】【知识点】椭圆的标准方程
思路梳理
本题所考查的知识点:
1. __________________________________
2. __________________________________
3. __________________________________
练习
3. 若方程 表示焦点在 轴上的椭圆,则实数 的取值范围是( ).
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】由方程 ,化为 .
方程 表示焦点在 轴上的椭圆,
,化为 ,解得 .
【标注】【知识点】椭圆的标准方程
32. 对称性
椭圆 既是分别以 轴, 轴为对称轴的轴对称图形,又是以坐标原点为对称中心的中心对称图形.椭圆
的对称中心叫做椭圆的中心.
这个性质的直接应用如下:
若点 在椭圆 上,则点 、 、 也在椭圆 上.
例题
4. 已知椭圆 , 、 、 、 四个点中恰有三个点在
椭圆 上,则椭圆 的方程是 .
【答案】
【解析】根据对称性可知, 、 必在椭圆上,
又点 横坐标为 ,故 不在椭圆上,
∴ 在椭圆上,
∴ ,
∴ ,
代入 ,
,
得 ,
∴方程为 .
故答案为: .
【标注】【知识点】椭圆的标准方程
思路梳理
本题所考查的知识点:
1. __________________________________
2. __________________________________
3. __________________________________
练习
5.
4已知椭圆 ,四点 , , , 中恰有三点在
椭圆 上,则 的方程为( ).
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】由椭圆对称性可知, 与 只有 个点在椭圆上, 与 要么都在,要么都不在,
∴只能 , , 在椭圆上,
∴ 代入得 ,
代入 ,得 ,
∴ .
故选 .
【标注】【知识点】椭圆的标准方程
例题
6. 已知 、 是椭圆 的两个焦点, 为椭圆 上的一点,如果 是直角三角形,这
样的点 有( )个.
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】椭圆 的 , , .
∵ 是直角三角形.
∴若 ,则有两个.
若 ,则有两个.
若 ,由于 ,以 为直径的圆与椭圆交于两点,则有两个.
共有 个.
故选: .
【标注】【知识点】椭圆的对称性
思路梳理
本题所考查的知识点:
51. __________________________________
2. __________________________________
3. __________________________________
练习
7. 已知椭圆 上一点 , , 分别是椭圆的左、右焦点,若 为直角三角形,则满足
条件的点 有( ).
A. 个 B. 个 C. 个 D. 个
【答案】C
【解析】当 为直角时,根据椭圆的对称性,这样的点 有两个;
同理当 为直角时,这样的点 有两个;
由于椭圆的短轴端点与两个焦点所张的角最大,
这里这个角恰好是直角 ,这时这样的点 也有两个.
故符合要求的点 有六个.
故选: .
【标注】【知识点】椭圆的对称性
3. 顶点
利用椭圆 的标准方程 可以求出它与对称轴的四个交点的坐标:
令 ,得 ,可知椭圆 与 轴有两个交点,分别是 , ;
令 ,得 ,可知椭圆 与 轴有两个交点,分别是 , .
即 , , , ,这四个点叫做椭圆的顶点,线段 叫做椭圆的长轴,它的
长度等于 ;线段 叫做椭圆的短轴,它的长等于 .显然,椭圆的两个焦点在它的长轴上. , 分
别是椭圆的长半轴的长和短半轴的长.
例题
8. 求下列圆锥曲线的焦距与顶点坐标:
( 1 ) .
( 2 ) .
【答案】( 1 ) ; , .
6( 2 ) ; , .
【解析】( 1 ) , , ,椭圆的焦点在 轴上,故它的焦距为 ,顶点坐标
为 , .
( 2 ) , , ,椭圆的焦点在 轴上,故它的焦距为 ,顶点坐标为
, .
【标注】【知识点】椭圆的顶点与轴
思路梳理
本题所考查的知识点:
1. __________________________________
2. __________________________________
3. __________________________________
练习
9. 椭圆 的短轴端点坐标是( ).
A. , B. ,
C. , D. ,
【答案】C
【解析】由椭圆 ,得 ,
∴ ,得 .
则椭圆短轴端点得坐标为 , .
故选: .
【标注】【知识点】椭圆的顶点与轴
例题
10. 已知椭圆 , ,则( ).
A. 与 顶点相同 B. 与 长轴长相同 C. 与 短轴长相同 D. 与 焦距相等
【答案】D
7【解析】因为椭圆 ,
所以 , , ,
椭圆 ,
所以 , , ,
所以两个椭圆有相同的焦距.
故选 .
【标注】【知识点】椭圆的顶点与轴
思路梳理
本题所考查的知识点:
1. __________________________________
2. __________________________________
3. __________________________________
11. 椭圆 的长轴和短轴的长分别是( ).
A. , B. , C. , D. ,
【答案】B
【解析】∵ ,
∴ ,
∴ ,
解得 , ,
∴ 的长轴和短轴的长分别是 , .
故选 .
【标注】【知识点】椭圆的顶点与轴
思路梳理
本题所考查的知识点:
1. __________________________________
2. __________________________________
3. __________________________________
12. 椭圆 的焦点在 轴上,长轴长是短轴长的两倍,则 的值为( ).
8A. B. C. D.
【答案】A
【解析】 即 ,
∵ 双曲线焦点在 轴上,
∴ 长轴 ,短轴
∴ ,解得 .
【标注】【知识点】椭圆的顶点与轴
思路梳理
本题所考查的知识点:
1. __________________________________
2. __________________________________
3. __________________________________
练习
13. 椭圆 的短轴长为( ).
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】在椭圆中 , ,
∴ ,
故短轴长为 ,故 正确.
故选 .
【标注】【知识点】椭圆的标准方程;椭圆的顶点与轴
14. 已知椭圆方程为 ,则椭圆的长轴长为( ).
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】∵椭圆方程为 变形为 ,
9则 ,
∴该椭圆的长轴长为 ,故 正确.
【标注】【知识点】椭圆的顶点与轴;椭圆的标准方程
例题
15. 中心在原点,焦点在 轴上,长轴长为 ,短轴长为 ,则椭圆的方程是( ).
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】∵ , ,∴ , ,∴椭圆的方程是 .
【标注】【知识点】椭圆的标准方程
思路梳理
本题所考查的知识点:
1. __________________________________
2. __________________________________
3. __________________________________
16. 与椭圆 有相同焦点,且短轴长为 的椭圆方程是 .
【答案】
【解析】设与椭圆 有相同焦点的椭圆方程为 .
椭圆的短轴长为 ,
,解得 ,
所求椭圆的方程为 .
【标注】【知识点】椭圆的标准方程
思路梳理
本题所考查的知识点:
1. __________________________________
2. __________________________________
103. __________________________________
练习
17. 中心在原点,焦点在 轴,且长轴长为 ,焦距为 的椭圆的标准方程为( ).
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】由椭圆中心在 ,焦点在 轴,且长轴长为 ,焦距为 ,
则 ,即 , ,即 ,
,
所以椭圆标准方程为 .
故选: .
【标注】【知识点】椭圆的标准方程;椭圆的顶点与轴
18. 若椭圆对称中心在原点,焦距为 ,短轴的一个顶点坐标为 ,其标准方程是( ).
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】根据题意知 , ,焦点在 轴上,
∴ , ,
∴ ,
∴椭圆的标准方程是 .
故选 .
【标注】【知识点】椭圆的顶点与轴;椭圆的标准方程
19.
已知椭圆的长轴为短轴的 倍,焦点在 轴上,且过点 ,则该椭圆的标准方程为( ).
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】由已知设椭圆方程为 ,
11∵椭圆的长轴为短轴的 倍,焦点在 轴上,且过点 ,
∴ ,
解得 , ,
∴该椭圆的标准方程为 .
故选: .
【标注】【知识点】椭圆的顶点与轴;椭圆的标准方程
4. 离心率
椭圆的焦距与长轴长的比值 叫做椭圆的离心率.
离心率有如下的性质:
① ;
② 越大,椭圆越扁平, 越小,椭圆越接近于圆.
例题
20. 椭圆 的离心率为( ).
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】由 可得 , ,所以 ,所以 ,所以
.故答案为 .
【标注】【知识点】求椭圆的离心率
思路梳理
本题所考查的知识点:
1. __________________________________
2. __________________________________
3. __________________________________
21. 已知椭圆长轴长是短轴长的 倍,则椭圆的离心率为( ).
A. B. C. D.
12【答案】A
【解析】∵椭圆的长轴长是短轴长的 倍,
∴ ,得 ,
又∵ ,
∴ ,可得 ,
因此椭圆的离心率为 .
【标注】【素养】数学运算
【知识点】求椭圆的离心率
思路梳理
本题所考查的知识点:
1. __________________________________
2. __________________________________
3. __________________________________
练习
22. 椭圆 的离心率为( ).
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】由椭圆 ,可得 , ,
则 ,
∵ , ,
∴ , ,
则椭圆 的离心率为
故选: .
【标注】【素养】数学运算
【知识点】求椭圆的离心率
23. 椭圆 的离心率是( ).
A. B. C. D.
13【答案】A
【解析】由椭圆 ,可得 ,
∴ ,解得c=3.
∴椭圆的离心率 .
【标注】【知识点】求椭圆的离心率
例题
24. 回答下列各题:
( 1 )已知椭圆的一个焦点为 ,离心率为 ,则该椭圆的标准方程为 .
( 2 )已知椭圆的离心率 ,长半轴 ,则焦点在 轴上的椭圆的标准方程为 .
【备注】【注意】老师在讲解第(2)问时,根据离心率可以先求出 , 然后再根据
,可求出 .
【答案】( 1 )
( 2 )
( 3 ) 或 .
【解析】( 1 )根据题意,椭圆的一个焦点为 ,则其焦点在 轴上,
可以设其标准方程为: ,
其焦点坐标 ,则 ,
又由其离心率 ,即 ,
则 ,
,
故其标准方程为: .
故答案为: .
( 2 )利用已知条件求出椭圆的几何量,求出椭圆方程即可.
( 3 )利用离心率的计算公式及其已知即可得出.
【标注】【知识点】求椭圆的离心率;椭圆的标准方程
思路梳理
本题所考查的知识点:
1. __________________________________
142. __________________________________
3. __________________________________
练习
25. 已知椭圆的长轴长是 ,离心率是 ,则此椭圆的标准方程是( ).
A. 或 B.
C. D. 或
【答案】A
【解析】∵椭圆的长轴长是 ,离心率是 ,
∴ ,解得 ,
∴ ,
当椭圆的焦点在 轴上时,其方程为 ,
当椭圆的焦点在 轴上时,其方程为 .
故选 .
【标注】【知识点】椭圆的标准方程
例题
26. 椭圆 的离心率为 ,则 的值为( ).
A. B. C. 或 D. 或
【答案】C
【解析】若 , ,则 ,
由 ,即 得 ;
若 , ,则 ,
由 ,即 ,解得 .
故选 .
【标注】【知识点】已知椭圆的离心率求其他参数
思路梳理
15本题所考查的知识点:
1. __________________________________
2. __________________________________
3. __________________________________
练习
27. 若椭圆 的离心率为 ,则实数 等于( ).
A. B. 或 C. 或 D. 或
【答案】C
【解析】当 时,焦点在 轴上, , , , ,
则 ,解得: ,
当 时,焦点在 轴上, , ,
, ,
则 ,解得: .
故选 .
【标注】【知识点】椭圆的定义
【知识点】椭圆的标准方程
【知识点】求椭圆的离心率
【素养】数学抽象
【素养】数学运算
【素养】逻辑推理
四、 思维导图
你学会了吗?画出思维导图总结本课所学吧!
【备注】
16五、 出门测
28. 已知点 在椭圆 上,则( ).
A. 点 不在椭圆上
B. 点 不在椭圆上
C. 点 在椭圆上
D. 无法判断点 , , 是否在椭圆上
【答案】C
【解析】∵点 在椭圆 上,椭圆的中心在原点,关于原点中心对称且关于 轴, 轴
对称,
∴ , , 均在椭圆上.
故选 .
【标注】【知识点】椭圆的对称性
29. 若焦点在 轴上的椭圆 的离心率为 ,则 ( ).
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】由已知可知 , ,故 ,所以 ,即
. 故选 .
17【标注】【知识点】求椭圆的离心率
30. 椭圆 的长轴长为 ,左顶点的坐标为 .
【答案】 ;
【解析】由椭圆 可知,椭圆焦点在 轴上,
∴ ,
∴长轴长 ,左顶点的坐标为 .
故答案为: ; .
【标注】【知识点】椭圆的顶点与轴
31. 椭圆 的长轴长是 ,离心率是 .
【答案】 ;
【解析】由题意知: , ,所以 ,长轴长 ;
离心率 .
【标注】【知识点】求椭圆的离心率;椭圆的顶点与轴
18