下面将从各个角度,即着眼点的不同来分析椭圆的生成路径.
3 椭圆的生成路径
3.1 目前教材中给出的椭圆的定义
苏教版高中数学选修2-1的课本上已给出了椭圆的两种定义:第一定义与第二定义.
3.1.1着眼点———椭圆上的点与两定点的关系
【路径一】 椭圆的第一定义
平面内到两个定点 的距离和等于常数(大于 )的点的轨迹叫做椭圆.即在平面直角坐标系中,设椭圆上任意一点P到定点 的距离之和为定值2a(2a> ),这两个定点 叫做椭圆的焦点,两个焦点的距离 叫做焦距.记为2c.椭圆的标准方程为:
. (1)
=2a叫做椭圆的长轴,CD=2b叫做椭圆的短轴,且满足 . 该轨迹的生成思路是:类比圆的定义.圆是到定点距离为定值的点所组成的图形;而椭圆是到两定点距离之和为定值的点所组成的图形.
3.1.2着眼点———椭圆上的点与定点、定直线的关系
【路径二】椭圆的第二定义
平面内到一个定点F和到一条定直线 (F不在 上)的距离的比等于常数e的点的轨迹称为圆锥曲线.当0<e<1时,它表示椭圆.
思路:圆锥曲线的统一定义.当0<e<1时,点得轨迹是椭圆
当e>1时,点得轨迹是双曲线
当e=1时,点得轨迹是抛物线
3.2多种视角下的椭圆生成路径
椭圆的第一定义与第二定义是高中课本上给出的两种生成路径,下面将从斜率、包络、直线的交点、圆与圆相切、参数方程、平行线的角度来分析椭圆的生成,同时将会给出在某一角度下,生成椭圆的思路.文献综述
3.2.1着眼点———从斜率的角度
【路径三】 椭圆的第三定义
1.命题
已知 直线AB、AC相交于点A,且它们的斜率之积为 ,求点A的轨迹方程.
解:设 ,则 (2)
即 (3)
所以 (4)
所以点的轨迹方程是:
(5)
2.证明
推广到一般的情况,已知两个定点B(-a,0),C(a,0),直线AB,AC相交于点A,且它们的斜率之积等于定值 (a,b>0)的动点A的轨迹方程是 ;
其轨迹为:
当a>b>0时,以B、C为长轴顶点的椭圆(除去B、C两点).
当b>a>0时,以B、C为短轴顶点的椭圆(除去B、C两点).
当a=b=0时,以B、C为长轴顶点的椭圆(除去B、C两点).
此结论的逆命题是:椭圆 (a>b>0)长轴的两个顶点与椭圆上,除这两个顶点外的任一点连线斜率之积为 .
(6)