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    【最新版】高中数学(新人教A版)教案+同步课件3.1.1 椭圆及其标准方程

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    人教A版 (2019)选择性必修 第一册3.1 椭圆备课课件ppt

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    这是一份人教A版 (2019)选择性必修 第一册3.1 椭圆备课课件ppt,文件包含311椭圆及其标准方程pptx、311椭圆及其标准方程DOCX等2份课件配套教学资源,其中PPT共48页, 欢迎下载使用。


    1.了解圆锥曲线的实际背景,感受圆锥曲线在刻画现实世界和解决实际问题中的作用.2.经历从具体情境中抽象出椭圆的过程,掌握椭圆的定义、标准方程.
    通过研究椭圆的定义及标准方程,提升数学抽象、数学运算及逻辑推理素养.
    问题导学预习教材必备知识探究
    互动合作研析题型关键能力提升
    拓展延伸分层精练核心素养达成
    WEN TI DAO XUE YU XI JIAO CAI BI BEI ZHI SHI TAN JIU
    问题导学预习教材 必备知识探究
    一、椭圆的定义1.思考 取一条定长的细线,把它的两端都固定在图板的同一点,套上铅笔,拉紧绳子,移动笔尖,这时笔尖(动点)画出的轨迹是一个圆.如果把细绳的两端拉开一段距离,分别固定在图板中的两点F1,F2,套上铅笔,拉紧绳子,移动笔尖,画出的轨迹是什么曲线?在这一过程中,移动的笔尖(动点)满足的几何条件是什么?
    提示 椭圆,笔尖到两个定点的距离的和等于常数.
    2.填空 平面内与两个定点F1,F2的________________________________的点的轨迹叫做______.这两个定点叫做椭圆的______,两焦点间的距离叫做椭圆的______,焦距的一半称为________.温馨提醒 (1)椭圆上的点到两焦点距离之和为定值.(2)定值必须大于两定点的距离.(3)当距离的和等于|F1F2|时,点的轨迹是线段.(4)当距离的和小于|F1F2|时,点的轨迹不存在.
    距离的和等于常数(大于|F1F2|)
    (1)已知点F1(-1,0),F2(1,0),动点P满足|PF1|+|PF2|=4,则点P的轨迹是椭圆.( )(2)已知点F1(-1,0),F2(1,0),动点P满足|PF1|+|PF2|=2,则点P的轨迹是椭圆. ( )提示 因为|PF1|+|PF2|=|F1F2|,所以点P的轨迹是线段F1F2.(3)已知点F1(0,-1),F2(0,1),动点P满足|PF1|+|PF2|=1,则点P的轨迹是椭圆. ( )提示 因为|PF1|+|PF2|<|F1F2|,所以点P的轨迹不存在.(4)椭圆定义中到两定点的距离之和是常数,而不能是变量. ( )
    (2)若|PC|+|PD|=10,则点P的轨迹方程是什么?
    二、椭圆的方程1.思考 在平面直角坐标系中,设A(-4,0),B(4,0),C(0,4),D(0,-4).(1)若|PA|+|PB|=10,则点P的轨迹方程是什么?
    2.填空 椭圆的标准方程
    (0,-c),(0,c)
    3.做一做 (1)已知椭圆4x2+ky2=4的一个焦点坐标是(0,1),则实数k的值是(  )A.1 B.2 C.3 D.4
    所以所求椭圆的焦点在y轴上,
    HU DONG HE ZUO YAN XI TI XING GUAN JIAN MENG LI TI SHENG
    互动合作研析题型 关键能力提升
    例1 分别求适合下列条件的椭圆的标准方程:
    (1)两个焦点的坐标分别是(-4,0),(4,0),椭圆上一点P到两焦点的距离的和是12;
    解 因为椭圆的焦点在x轴上,
    因为2a=12,所以a=6.又因为c=4,所以b2=a2-c2=62-42=20.
    (2)焦点在y轴上,且经过两个点(0,2)和(1,0).
    解 因为椭圆的焦点在y轴上,
    因为椭圆经过点(0,2)和(1,0),
    求椭圆的标准方程时,要“先定型,再定量”,即要先判断焦点位置,再用待定系数法设出适合题意的椭圆的标准方程,最后由条件确定待定系数即可.
    故由椭圆定义有|AF1|+|AF2|=2a=10,|BF1|+|BF2|=2a=10,又|AF2|+|BF2|=|AB|,所以|AB|=(|AF1|+|AF2|+|BF1|+|BF2|)-(|F1A|+|F1B|)=20-14=6.
    椭圆定义的应用技巧(1)椭圆的定义具有双向作用,即若|MF1|+|MF2|=2a(2a>|F1F2|),则点M的轨迹是椭圆;反之,椭圆上任意一点M到两焦点的距离之和必为2a.(2)涉及焦点三角形面积时,可把|PF1|,|PF2|看作一个整体,运用|PF1|2+|PF2|2=(|PF1|+|PF2|)2-2|PF1|·|PF2|及余弦定理求出|PF1|·|PF2|,而无需单独求解.
    训练2 (1)如图所示,已知椭圆的两焦点为F1(-1,0),F2(1,0),P为椭圆上一点,且2|F1F2|=|PF1|+|PF2|,则椭圆的标准方程为_________________.
    则由已知得c=1,|F1F2|=2,所以4=|PF1|+|PF2|=2a,所以a=2,所以b2=a2-c2=4-1=3,
    解析 由题意,得a2=9,∴a=3,c2=a2-b2=9-2=7,
    ∵|PF1|=4,∴|PF2|=2a-|PF1|=2.
    又∵0°≤F1PF2<180°,∴∠F1PF2=120°.
    例3 已知B,C是两个定点,|BC|=8,且△ABC的周长等于18.求这个三角形的顶点A的轨迹方程.解 以过B,C两点的直线为x轴,线段BC的垂直平分线为y轴,建立平面直角坐标系xOy,如图所示.
    由|BC|=8可知点B(-4,0),C(4,0).由|AB|+|AC|+|BC|=18得|AB|+|AC|=10>8=|BC|,因此,点A的轨迹是以B,C为焦点的椭圆,这个椭圆上的点与两焦点的距离之和2a=10,但点A不在x轴上.由a=5,c=4,得b2=a2-c2=25-16=9.
    利用椭圆的定义求轨迹方程,是先由题意找到动点所满足的条件,看其是否符合椭圆的定义,再确定椭圆的方程.
    训练3 已知圆A:(x+3)2+y2=100,圆A内一定点B(3,0),圆P过点B且与圆A内切,求圆心P的轨迹方程.解 如图,设圆P的半径为r,又圆P过点B,
    ∴|PB|=r.又∵圆P与圆A内切,圆A的半径为10,∴两圆的圆心距|PA|=10-r,即|PA|+|PB|=10(大于|AB|=6).∴圆心P的轨迹是以A,B为焦点的椭圆.∴2a=10,2c=|AB|=6.∴a=5,c=3,∴b2=a2-c2=25-9=16.
    1.重要的思想与方法(1)平面内到两定点F1,F2的距离之和为常数,即|MF1|+|MF2|=2a:当2a>|F1F2|时,轨迹是椭圆;当2a=|F1F2|时,轨迹是一条线段F1F2;当2a<|F1F2|时,轨迹不存在.(2)对于求解椭圆的标准方程一般有两种方法:一是待定系数法,二是定义法.用待定系数法求椭圆的标准方程时,若已知焦点的位置,可直接设出标准方程;若焦点位置不确定,可分两种情况求解,也可设Ax2+By2=1(A>0,B>0,A≠B)求解,避免分类讨论,达到了简化运算的目的.(3)本节课应用了数形结合的思想方法.2.易错易混点提醒(1)忽视椭圆定义中a,b,c的关系.(2)混淆椭圆的两种标准方程.
    TUO ZHAN YAN SHEN FEN CENG JING LIAN HE XING SU YANG DA CHENG
    拓展延伸分层精练 核心素养达成
    1.平面内,F1,F2是两个定点,“动点M满足|MF1|+|MF2|为常数”是“M的轨迹是椭圆”的(  )A.充分不必要条件B.必要不充分条件C.充要条件D.既不充分也不必要条件
    解析 当|MF1|+|MF2|>|F1F2|时,M的轨迹才是椭圆.
    解析 由题意可知25-m2=16,解得m=3(负值舍去).
    解析 由椭圆方程知a=10,结合椭圆的定义,得△F1MN的周长为4a=40.
    4.已知△ABC的周长为20,且顶点B(0,-4),C(0,4),则顶点A的轨迹方程是(  )
    解析 由|AB|+|AC|=20-8=12>|BC|=8,得点A的轨迹是以B,C为焦点的椭圆(除去与y轴的交点),
    其中2a=12,2c=8,b2=a2-c2=20.
    所以|PF1|+|PF2|=8,由余弦定理得
    又因为0°≤∠F1PF2<180°,所以∠F1PF2=60°.
    解析 由椭圆的标准方程知,a2=169,b2=25,∴c2=a2-b2=169-25=144,又由椭圆的标准方程知椭圆的焦点在y轴上,∴焦点坐标为(0,-12)和(0,12).
    (0,-12),(0,12)
    解析 设椭圆的另一个焦点为E,则|MF|+|ME|=10,∴|ME|=8,又ON为△MEF的中位线,
    解析 由椭圆的定义知|PF1|+|PF2|=2a,又PF1⊥PF2,∴|PF1|2+|PF2|2=|F1F2|2=4c2,∴(|PF1|+|PF2|)2-2|PF1||PF2|=4c2,∴2|PF1||PF2|=4a2-4c2=4b2,∴|PF1||PF2|=2b2,
    由|PF1|>|PF2|知,PF2垂直于焦点所在的坐标轴.
    解 如图,以AB所在直线为x轴,线段AB的垂直平分线为y轴,建立平面直角坐标系.
    且|PA|+|PB|>|AB|,
    11.(多选)过已知圆内一个定点作圆C与已知圆相切,则圆心C的轨迹可以是(  )A.圆 B.椭圆C.线段 D.射线
    解析 如图,设已知圆的圆心为A,半径为R,圆内的定点为B,动圆的半径为r.若点A与点B不重合,由于两圆相内切,则|AC|=R-r,由于r=|BC|,
    ∴|AC|=R-|BC|即|CA|+|CB|=R.∴动点C到两个定点A,B的距离和为常数R.∵B为圆内的定点,∴|AB|(1)求△AF1B的周长.
    |BF1|+|BF2|=2a=10,|AF2|+|BF2|=|AB|,∴△AF1B的周长=|AF1|+|BF1|+|AB|=|AF1|+|BF1|+|AF2|+|BF2|=(|AF1|+|AF2|)+(|BF1|+|BF2|)=2a+2a=10+10=20,∴△AF1B的周长为20.
    (2)如果AB不垂直于x轴,△AF1B的周长有变化吗?为什么?
    解 如果AB不垂直于x轴,△AF1B的周长仍为20不变.理由:|AF1|+|BF1|+|AB|=|AF1|+|BF1|+|AF2|+|BF2|=(|AF1|+|AF2|)+(|BF1|+|BF2|)=4a,和AB与x轴是否垂直无关.
    设椭圆的左焦点为F′,则△APF的周长为|AF|+|AP|+|PF|=|AF|+|AP|+2a-|PF′|=4+6+|AP|-|PF′|≤10+|AF′|,

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