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- 2021-06-16 发布
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第 1 讲 课题:椭圆
课 型:复习巩固 上课时间:2013 年 10 月 3 日
教学目标:
(1)了解圆锥曲线的来历;
(2)理解椭圆的定义;
(3)理解椭圆的两种标准方程;
(4)掌握椭圆离心率的计算方法;
(5)掌握有关椭圆的参数取值范围的问题;
教学重点:椭圆方程、离心率;
教学难点:与椭圆有关的参数取值问题;
知识清单
一、椭圆的定义:
(1) 椭圆的第一定义:平面内与两定点 21 FF、 的距离和等于常数
a2 (大于 21FF )的点的轨迹叫做椭圆.
说明:两个定点叫做椭圆的焦点;
两焦点间的距离叫做椭圆的焦距 c2 .
(2) 椭圆的第二定义:平面上到定点的距离与到定直线的距离之
比为常数e ,当 10 e 时,点的轨迹是椭圆. 椭圆上一点到
焦点的距离可以转化为到准线的距离.
二、椭圆的数学表达式:
022 2121 FFaaPFPF ;
.02,2 2121 FFaaPFPFPM
三、椭圆的标准方程:
焦点在 x 轴: 012
2
2
2
bab
y
a
x ;
焦点在 y 轴: 012
2
2
2
bab
x
a
y .
说明: a 是长半轴长, b 是短半轴长,焦点始终在长轴所在的数轴上,且满足
.222 cba
四、二元二次方程表示椭圆的充要条件
方程 BACBACByAx 均不为零,且、、22 表示椭圆的条件:
上式化为 1
22
C
By
C
Ax , 1
22
B
C
y
A
C
x .所以,只有 CBA 、、 同号,且 BA
时,方程表示椭圆;当
B
C
A
C 时,椭圆的焦点在 x 轴上;当
B
C
A
C 时,
椭圆的焦点在 y 轴上.
五、椭圆的几何性质(以 012
2
2
2
bab
y
a
x 为例)
1. 范围: 由标准方程可知,椭圆上点的坐标 yx, 都适合不等式
1,1 2
2
2
2
b
y
a
x ,即 byax , 说明椭圆位于直线 ax 和 by 所围成的
矩形里(封闭曲线).该性质主要用于求最值、轨迹检验等问题.
2.对称性:关于原点、 x 轴、 y 轴对称,坐标轴是椭圆的对称轴,原点是
椭圆的对称中心。
3.顶点(椭圆和它的对称轴的交点) 有四个:
.,0B,0B0,0, 2121 bbaAaA 、、、
4. 长轴、短轴: 21AA 叫椭圆的长轴, aaAA ,221 是长半轴长; 21BB 叫
椭圆的短轴, bbBB ,221 是短半轴长.
5.离心率
(1)椭圆焦距与长轴的比
a
ce , 10,0 eca (2)
22FOBRt , 2
2
2
2
2
22 OFOBFB ,即 222 cba .这是椭圆的特
征三角形,并且 22cos BOF 的值是椭圆的离心率.(3)椭圆的
圆扁程度由离心率的大小确定,与焦点所在的坐标轴无关.当e
接近于 1 时,c 越接近于a ,从而 22 cab 越小,椭圆越扁;
当e 接近于 0 时,c 越接近于 0,从而 22 cab 越大,椭圆越
接近圆;当 0e 时, bac ,0 ,两焦点重合,图形是圆.
6.通径(过椭圆的焦点且垂直于长轴的弦),通径长为
a
b22 .
7.设 21 FF、 为椭圆的两个焦点, P 为椭圆上一点,当 21 FFP 、、 三点不在
同一直线上时, 21 FFP 、、 构成了一个三角形——焦点三角形. 依椭圆
的定义知: cFFaPFPF 2,2 2121 .
例题选讲
一、选择题
1.椭圆 14 22 yx 的离心率为( )
A.
2
3 B.
4
3 C.
2
2 D.
3
2
2.设 p 是椭圆
2 2
125 16
x y 上的点.若 1 2F F, 是椭圆的两个焦点,则
1 2PF PF 等于( )
A. 4 B.5 C. 8 D.10
3.若焦点在 x 轴上的椭圆 12
22
m
yx 的离心率为
2
1 ,
则 m=( )
A. 3 B.
2
3 C.
3
8 D.
3
2
4.已知△ABC 的顶点 B、C 在椭圆x2
3
+y2=1 上,顶点 A 是椭圆的一个焦
点,且椭圆的另外一个焦点在 BC 边上,则△ABC 的周长是( )
A.2 3 B.6 C.4 3 D.12
5.如图,直线 022: yxl 过椭圆的左焦点
F1 和 一个顶点 B,该椭圆的离心率为( )
A.
5
1 B.
5
2 C.
5
5 D.
5
52
6.已知 F1、F2 是椭圆的两个焦点,过 F1 且与椭圆长轴垂直的直线交椭圆
于 A、B 两点,若△ABF2 是正三角形,则这个椭圆的离心率是( )
A.
3
2 B.
3
3 C.
2
2 D.
2
3
7.已知以 F1(-2,0),F2(2,0)为焦点的椭圆与直线 043 yx 有
且仅有一个交点,则椭圆的长轴长为( )
A. 23 B. 62 C. 72 D. 24
二、填空题:
8. 在 ABC△ 中, 90A , 3tan 4B .若以 A B, 为焦点的椭圆经过点
C ,则该椭圆的离心率e .
9. 已知椭圆中心在原点,一个焦点为 F(-2 3 ,0),且长轴长是短
轴长的 2 倍,则该椭圆的标准方程
是 .
10.在平面直角坐标系 xOy 中,已知 ABC 顶点 ( 4,0)A 和 (4,0)C ,顶点 B
在椭圆 1925
22
yx 上,则 sin sin
sin
A C
B
.
11.椭圆 44 22 yx 长轴上一个顶点为 A,以 A 为直角顶点作一个内接
于椭圆的等腰直角三角形,该三角形的面积是_______________.
三、解答题
12.已知椭圆 063 22 mymx 的一个焦点为(0,2)求 m 的值.
13.已知椭圆的中心在原点,且经过点 03,P , ba 3 ,求椭圆
的标准方程.
14.已知方程 135
22
k
y
k
x 表示椭圆,求 k 的取值范围.
15.已知 1cossin 22 yx )0( 表示焦点在 y 轴上的椭圆,求 的
取值范围.
16. 求中心在原点,对称轴为坐标轴,且经过 )2,3( A 和 )1,32(B 两
点的椭圆方程.
《导数及其应用》知识点总结
一、导数的概念和几何意义
1. 函数的平均变化率:函数 ( )f x 在区间 1 2[ , ]x x 上的平均变化率为: 2 1
2 1
( ) ( )f x f x
x x
。
2. 导数的定义:设函数 ( )y f x 在区间 ( , )a b 上有定义, 0 ( , )x a b ,若 x 无限趋近于
0 时,比值 0 0( ) ( )f x x f xy
x x
无限趋近于一个常数 A,则称函数 ( )f x 在 0x x 处可导,
并称该常数 A 为函数 ( )f x 在 0x x 处的导数,记作 0( )f x 。函数 ( )f x 在 0x x 处的导数的实
质是在该点的瞬时变化率。
3. 求函数导数的基本步骤:(1)求函数的增量 0 0( ) ( )y f x x f x ;(2)求平均变
化率: 0 0( ) ( )f x x f x
x
;(3)取极限,当 x 无限趋近与 0 时, 0 0( ) ( )f x x f x
x
无限趋
近与一个常数 A,则 0( )f x A .
4. 导数的几何意义:
函数 ( )f x 在 0x x 处的导数就是曲线 ( )y f x 在点 0 0( , ( ))x f x 处的切线的斜率。由此,
可以利用导数求曲线的切线方程,具体求法分两步:
(1)求出 ( )y f x 在 x0 处的导数,即为曲线 ( )y f x 在点 0 0( , ( ))x f x 处的切线的斜率;
(2)在已知切点坐标和切线斜率的条件下,求得切线方程为 0 0 0( )( )y y f x x x 。
当点 0 0( , )P x y 不在 ( )y f x 上时,求经过点 P 的 ( )y f x 的切线方程,可设切点坐标,
由切点坐标得到切线方程,再将 P 点的坐标代入确定切点。特别地,如果曲线 ( )y f x 在点
0 0( , ( ))x f x 处的切线平行与 y 轴,这时导数不存在,根据切线定义,可得切线方程为 0x x 。
5. 导数的物理意义:
质点做直线运动的位移 S 是时间 t 的函数 ( )S t ,则 ( )V S t 表示瞬时速度, ( )a v t 表
示瞬时加速度。
二、导数的运算
1. 常见函数的导数:
(1) ( )kx b k (k, b 为常数); (2) 0C (C 为常数);
(3) ( ) 1x ; (4) 2( ) 2x x ;
(5) 3 2( ) 3x x ; (6) 2
1 1( )x x
;
(7) 1( )
2
x
x
; (8) 1( )α αx αx (α为常数);
(9) ( ) ln ( 0, 1)x xa a a a a ; (10) 1 1(log ) log ( 0, 1)lna ax e a ax x a
;
(11) ( )x xe e ; (12) 1(ln )x x
;
(13) (sin ) cosx x ; (14) (cos ) sinx x 。
2. 函数的和、差、积、商的导数:
(1)[ ( ) ( )] ( ) ( )f x g x f x g x ; (2)[ ( )] ( )Cf x Cf x (C 为常数);
(3)[ ( ) ( )] ( ) ( ) ( ) ( )f x g x f x g x f x g x ;(4) 2
( ) ( ) ( ) ( ) ( )[ ] ( ( ) 0)( ) ( )
f x f x g x f x g x g xg x g x
。
3. 简单复合函数的导数:
若 ( ),y f u u ax b ,则 x u xy y u ,即 x uy y a 。
三、导数的应用
1. 求函数的单调性:
利用导数求函数单调性的基本方法:设函数 ( )y f x 在区间 ( , )a b 内可导,
(1)如果恒 ( ) 0f x ,则函数 ( )y f x 在区间 ( , )a b 上为增函数;
(2)如果恒 ( ) 0f x ,则函数 ( )y f x 在区间 ( , )a b 上为减函数;
(3)如果恒 ( ) 0f x ,则函数 ( )y f x 在区间 ( , )a b 上为常数函数。
利用导数求函数单调性的基本步骤:①求函数 ( )y f x 的定义域;②求导数 ( )f x ;
③解不等式 ( ) 0f x ,解集在定义域内的不间断区间为增区间;④解不等式 ( ) 0f x ,解集
在定义域内的不间断区间为减区间。
反过来, 也可以利用导数由函数的单调性解决相关问题(如确定参数的取值范围):
设函数 ( )y f x 在区间 ( , )a b 内可导,
(1)如果函数 ( )y f x 在区间 ( , )a b 上为增函数,则 ( ) 0f x (其中使 ( ) 0f x 的 x 值不
构成区间);
(2) 如果函数 ( )y f x 在区间 ( , )a b 上为减函数,则 ( ) 0f x (其中使 ( ) 0f x 的 x 值不
构成区间);
(3) 如果函数 ( )y f x 在区间 ( , )a b 上为常数函数,则 ( ) 0f x 恒成立。
2. 求函数的极值:
设函数 ( )y f x 在 0x 及其附近有定义,如果对 0x 附近的所有的点都有 0( ) ( )f x f x (或
0( ) ( )f x f x ),则称 0( )f x 是函数 ( )f x 的极小值(或极大值)。
可导函数的极值,可通过研究函数的单调性求得,基本步骤是:
(1)确定函数 ( )f x 的定义域;(2)求导数 ( )f x ;(3)求方程 ( ) 0f x 的全部实根,
1 2 nx x x ,顺次将定义域分成若干个小区间,并列表:x 变化时, ( )f x 和 ( )f x 值的
变化情况:
x 1( , )x 1x 1 2( , )x x … nx ( , )nx
( )f x 正负 0 正负 0 正负
( )f x 单调性 单调性 单调性
(4)检查 ( )f x 的符号并由表格判断极值。
3. 求函数的最大值与最小值:
如果函数 ( )f x 在定义域 I 内存在 0x ,使得对任意的 x I ,总有 0( ) ( )f x f x ,则称 0( )f x
为函数在定义域上的最大值。函数在定义域内的极值不一定唯一,但在定义域内的最值是唯
一的。
求函数 ( )f x 在区间[ , ]a b 上的最大值和最小值的步骤:
(1)求 ( )f x 在区间 ( , )a b 上的极值;
(2)将第一步中求得的极值与 ( ), ( )f a f b 比较,得到 ( )f x 在区间[ , ]a b 上的最大值与最
小值。
4. 解决不等式的有关问题:
(1)不等式恒成立问题(绝对不等式问题)可考虑值域。
( )( )f x x A 的值域是[ , ]a b 时,不等式 ( ) 0f x 恒成立的充要条件是 max( ) 0f x ,即
0b ;不等式 ( ) 0f x 恒成立的充要条件是 min( ) 0f x ,即 0a 。
( )( )f x x A 的值域是 ( , )a b 时,不等式 ( ) 0f x 恒成立的充要条件是 0b ;不等式
( ) 0f x 恒成立的充要条件是 0a 。
(2)证明不等式 ( ) 0f x 可转化为证明 max( ) 0f x ,或利用函数 ( )f x 的单调性,转化为
证明 0( ) ( ) 0f x f x 。
5. 导数在实际生活中的应用:
实际生活求解最大(小)值问题,通常都可转化为函数的最值. 在利用导数来求函数最
值时,一定要注意,极值点唯一的单峰函数,极值点就是最值点,在解题时要加以说明。
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