第一篇:雙曲線教案
2.2.1 雙曲線及其標(biāo)準(zhǔn)方程
一、教學(xué)目標(biāo)
1.通過試驗體會雙曲線圖形,從中抽象出雙曲線定義,通過討論能正確說出雙曲線定義.2.會畫雙曲線簡圖.3.能由橢圓標(biāo)準(zhǔn)方程的推導(dǎo)過程類比推導(dǎo)雙曲線標(biāo)準(zhǔn)方程,熟記雙曲線標(biāo)準(zhǔn)方程.4.能根據(jù)條件確定雙曲線的標(biāo)準(zhǔn)方程及簡單應(yīng)用.二、教學(xué)重點(難點)
1.教學(xué)重點:雙曲線的定義和雙曲線的標(biāo)準(zhǔn)方程.2.教學(xué)難點:雙曲線的標(biāo)準(zhǔn)方程的推導(dǎo).三、教學(xué)過程
第一環(huán)節(jié) 雙曲線的定義
1.橢圓的定義是什么?(學(xué)生回答,教師板書)平面內(nèi)與兩定點F1、F2的距離的和等于常數(shù)(大于|F1F2|)的點的軌跡叫做橢圓.教師要強(qiáng)調(diào)條件:(1)平面內(nèi);(2)到兩定點F1、F2的距離的和等于常數(shù);(3)常數(shù)2a>|F1F2|.2.提出問題
橢圓是平面內(nèi)一個動點到兩個定點距離之和等于定長的點的軌跡,當(dāng)然這個定長要大于這兩個定點之間的距離.那么,平面上到兩定點距離差等于定長的點的軌跡是什么? 3.簡單實驗(邊演示、邊說明)做拉鏈試驗
取一條拉鏈,拉開它的一部分,在拉開的兩邊上各選擇一點,分別固定在點F1,F(xiàn)2上,把筆尖放在點M處,隨著拉鏈逐漸拉開或者閉攏,筆尖所經(jīng)過的點就畫出一條曲線.(1)演示圖形
4.應(yīng)該如何描述出動點M所滿足的幾何條件? 5.還有其他約束條件嗎? 發(fā)現(xiàn)問題:(1)當(dāng)2a?2c時,(2)當(dāng)2a?2c時,(3)當(dāng)2a?2c時,(4)當(dāng)2a =0時,6.定義
在上述基礎(chǔ)上,引導(dǎo)學(xué)生概括雙曲線的定義:
平面內(nèi)與兩定點F1 ,F2的距離的差的絕對值是常數(shù)(小于|F1F2|)的點的軌跡叫做雙曲線.這兩個定點F1 ,F2叫做雙曲線的焦點,兩個焦點之間的距離叫做焦距.指出:雙曲線的定義可以與橢圓相對照來記憶,不要死記.第二環(huán)節(jié)
畫出雙曲線簡圖 第三環(huán)節(jié)
雙曲線的標(biāo)準(zhǔn)方程
現(xiàn)在來研究雙曲線的方程.我們可以類似求橢圓的方程的方法來求雙曲線的方程.這時設(shè)問:求橢圓的方程的一般步驟方法是什么?不要求學(xué)生回答,主要引起學(xué)生思考,隨即引導(dǎo)學(xué)生給出雙曲線的方程的推導(dǎo).標(biāo)準(zhǔn)方程的推導(dǎo):(1)建系設(shè)點
取過焦點F1、F2的直線為x軸,線段F1F2的垂直平分線為y軸(如圖2-24)
建立直角坐標(biāo)系.設(shè)M(x,y)為雙曲線上任意一點,雙曲線的焦距是2c(c>0),那么F1、F2的坐標(biāo)分別是(-c,0)、(c,0).又設(shè)點M與F1、F2的距離的差的絕對值等于常數(shù).(2)點的集合
由定義可知,雙曲線就是集合:
P={M||M F1|-|M F2||=2a}={M|M F1|-|M F2|=±2a}.(3)代數(shù)方程
(4)化簡方程(由學(xué)生演板)將這個方程移項,兩邊平方得:
化簡得:
兩邊再平方,整理得:(c2-a2)x2-a2y2=a2(c2-a2).(以上推導(dǎo)完全可以仿照橢圓方程的推導(dǎo).)由雙曲線定義,2c>2a 即c>a,所以c2-a2>0. 設(shè)c2-a2=b2(b>0),代入上式得: b2x2-a2y2=a2b2.這就是雙曲線的標(biāo)準(zhǔn)方程.兩種標(biāo)準(zhǔn)方程的比較(引導(dǎo)學(xué)生歸納):
x2y2(1)2?2?1(a>0 ,b>0)表示焦點在x軸上的雙曲線,焦點是
abF1(-c,0)、F2(c,0),這里c2?a2?b2;y2x2(2)2?2?1(a>0 ,b>0)表示焦點在x軸上的雙曲線,焦點是
abF1(0,-c)、F2(0,c),這里cy互換即可得到)
教師指出:
2?a2?b2;(只須將(1)方程的x、(1)如果x2項的系數(shù)是正的,那么焦點在x軸上;如果y2項的系數(shù)是正的,那么焦點在y軸上.注意有別于橢圓通過比較分母的大小來判定焦點在哪一坐標(biāo)軸上.(2)雙曲線標(biāo)準(zhǔn)方程中a、b、c的關(guān)系是c2?a2?b2不同于橢圓方程中c2?a2?b2.第四環(huán)節(jié)
應(yīng)用反饋
例1:已知雙曲線上一點P到兩焦點F1(?5,0)、F2(5,0)的距離的差的絕對值為6,求雙曲線的方程.x2y2簡解:雙曲線有標(biāo)準(zhǔn)方程2?2?1(a?0,b?0).abc?5,2a ?6,又c2?a2?b2 ?a?3,b?4.x2y2??1 ∴916
變式:
1.若P F1?P F2=6?
x2y2??1(x?0)9162.若PF1?PF2?10?
兩條射線
3.若PF1?PF2?12? 軌跡不存在
第二篇:雙曲線的教案
《雙曲線的簡單幾何性質(zhì)》說課稿
一、教材分析
1.教材中的地位及作用
本節(jié)課是學(xué)生在已掌握雙曲線的定義及標(biāo)準(zhǔn)方程之后,在此基礎(chǔ)上,反過來利用雙曲線的標(biāo)準(zhǔn)方程研究其幾何性質(zhì)。它是教學(xué)大綱要求學(xué)生必須掌握的內(nèi)容,也是高考的一個考點,是深入研究雙曲線,靈活運(yùn)用雙曲線的定義、方程、性質(zhì)解題的基礎(chǔ),更能使學(xué)生理解、體會解析幾何這門學(xué)科的研究方法,培養(yǎng)學(xué)生的解析幾何觀念,提高學(xué)生的數(shù)學(xué)素質(zhì)。
2.教學(xué)目標(biāo)的確定及依據(jù)
平面解析幾何研究的主要問題之一就是:通過方程,研究平面曲線的性質(zhì)。教學(xué)參考書中明確要求:學(xué)生要掌握圓錐曲線的性質(zhì),初步掌握根據(jù)曲線的方程,研究曲線的幾何性質(zhì)的方法和步驟。根據(jù)這些教學(xué)原則和要求,以及學(xué)生的學(xué)習(xí)現(xiàn)狀,我制定了本節(jié)課的教學(xué)目標(biāo)。
(1)知識目標(biāo):①使學(xué)生能運(yùn)用雙曲線的標(biāo)準(zhǔn)方程討論雙曲線的范圍、對稱性、頂點、離心率、漸近線等幾何性質(zhì);
②掌握雙曲線標(biāo)準(zhǔn)方程中的幾何意義,理解雙曲線的漸近線的概念及證明;
③能運(yùn)用雙曲線的幾何性質(zhì)解決雙曲線的一些基本問題。
(2)能力目標(biāo):①在與橢圓的性質(zhì)的類比中獲得雙曲線的性質(zhì),培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力,想象能力,數(shù)形結(jié)合能力,分析、歸納能力和邏輯推理能力,以及類比的學(xué)習(xí)方法;
②使學(xué)生進(jìn)一步掌握利用方程研究曲線性質(zhì)的基本方法,加深對直角坐標(biāo)系中曲線與方程的概念的理解。
(3)德育目標(biāo):培養(yǎng)學(xué)生對待知識的科學(xué)態(tài)度和探索精神,而且能夠運(yùn)用運(yùn)動的,變化的觀點分析理解事物。
3.重點、難點的確定及依據(jù)
對圓錐曲線來說,漸近線是雙曲線特有的性質(zhì),而學(xué)生對漸近線的發(fā)現(xiàn)與證明方法接受、理解和掌握有一定的困難。因此,在教學(xué)過程中我把漸近線的發(fā)現(xiàn)作為重點,充分暴露思維過程,培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造性思維,通過誘導(dǎo)、分析,巧妙地應(yīng)用極限思想導(dǎo)出了雙曲線的漸近線方程。這樣處理將數(shù)學(xué)思想滲透于其中,學(xué)生也易接受。因此,我把漸近線的證明作為本節(jié)課的難點,根據(jù)本節(jié)的教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)大綱以及高考的要求,結(jié)合學(xué)生現(xiàn)有的實際水平和認(rèn)知能力,我把漸近線和離心率這兩個性質(zhì)作為本節(jié)課的重點。
4.教學(xué)方法
這節(jié)課內(nèi)容是通過雙曲線方程推導(dǎo)、研究雙曲線的性質(zhì),本節(jié)內(nèi)容類似于“橢圓的簡單的幾何性質(zhì)”,教學(xué)中可以與其類比講解,讓學(xué)生自己進(jìn)行探究,得到類似的結(jié)論。在教學(xué)中,學(xué)生自己能得到的結(jié)論應(yīng)該讓學(xué)生自己得到,凡是難度不大,經(jīng)過學(xué)習(xí)學(xué)生自己能解決的問題,應(yīng)該讓學(xué)生自己解決,這樣有利于調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性,激發(fā)他們的學(xué)習(xí)積極性,同時也有利于學(xué)習(xí)建立信心,使他們的主動性得到充分發(fā)揮,從中提高學(xué)生的思維能力和解決問題的能力。
漸近線是雙曲線特有的性質(zhì),我們常利用它作出雙曲線的草圖,而學(xué)生對漸近線的發(fā)現(xiàn)與證明方法接受、理解和掌握有一定的困難。因此,在教學(xué)過程中著重培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造性思維,通過誘導(dǎo)、分析,從已有知識出發(fā),層層設(shè)(釋)疑,激活已知,啟迪思維,調(diào)動學(xué)生自身探索的內(nèi)驅(qū)力,進(jìn)一步清晰概念(或圖形)特征,培養(yǎng)思維的深刻性。
例題的選備,可將此題作一題多變(變條件,變結(jié)論),訓(xùn)練學(xué)生一題多解,開拓其解題思路,使他們在做題中總結(jié)規(guī)律、發(fā)展思維、提高知識的應(yīng)用能力和發(fā)現(xiàn)問題、解決問題能力。
二、教學(xué)程序
(一).設(shè)計思路
(二).教學(xué)流程
1.復(fù)習(xí)引入
我們已經(jīng)學(xué)習(xí)過橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程和雙曲線的標(biāo)準(zhǔn)方程,以及橢圓的簡單的幾何性質(zhì),請同學(xué)們來回顧這些知識點,對學(xué)習(xí)的舊知識加以復(fù)習(xí)鞏固,同時為新知識的學(xué)習(xí)做準(zhǔn)備,利用多媒體工具的先進(jìn)性,結(jié)合圖像來演示。
2.觀察、類比
這節(jié)課內(nèi)容是通過雙曲線方程推導(dǎo)、研究雙曲線的性質(zhì),本節(jié)內(nèi)容類似于“橢圓的簡單的幾何性質(zhì)”,教學(xué)中可以與其類比講解,讓學(xué)生自己進(jìn)行探究,首先觀察雙曲線的形狀,試著按照橢圓的幾何性質(zhì),歸納總結(jié)出雙曲線的幾何性質(zhì)。一般學(xué)生能用類似于推導(dǎo)橢圓的幾何性質(zhì)的方法得出雙曲線的范圍、對稱性、頂點、離心率,對知識的理解不能浮于表面只會看圖,也要會從方程的角度來解釋,抓住方程的本質(zhì)。用多媒體演示,加強(qiáng)學(xué)生對雙曲線的簡單幾何性質(zhì)范圍、對稱性、頂點(實軸、虛軸)、離心率(不深入的講解)的鞏固。之后,比較雙曲線的這四個性質(zhì)和橢圓的性質(zhì)有何聯(lián)系及區(qū)別,這樣可以加強(qiáng)新舊知識的聯(lián)系,借助于類比方法,引起學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣,激發(fā)求知欲。
3.雙曲線的漸近線的發(fā)現(xiàn)、證明
(1)發(fā)現(xiàn)
由橢圓的幾何性質(zhì),我們能較準(zhǔn)確地畫出橢圓的圖形。那么,由雙曲線的幾何性質(zhì),能否較準(zhǔn)確地畫出雙曲線的圖形為引例,讓學(xué)生動筆實踐,通過列表描點,就能把雙曲線的頂點及附近的點較準(zhǔn)確地畫出來,但雙曲線向遠(yuǎn)處如何伸展就不是很清楚。從而說明想要準(zhǔn)確的畫出雙曲線的圖形只有那四個性質(zhì)是不行的。
從學(xué)生曾經(jīng)學(xué)習(xí)過的反比例函數(shù)入手,而且可以比較精確的畫出反比例函數(shù)的圖像,它的圖像是雙曲線,當(dāng)雙曲線伸向遠(yuǎn)處時,它與x、y軸無限接近,此時x、y軸是的漸近線,為后面引出漸近線的概念埋下伏筆。從而讓學(xué)生猜想雙曲線
有何特征?有沒有漸近線?由于雙曲線的對稱性,我們只須研究它的圖形在第一象限的情況即可。在研究雙曲線的范圍時,由雙曲線的標(biāo)準(zhǔn)方程,可解出,當(dāng)x無限增大時,y也隨之增大,不容易發(fā)現(xiàn)它們之間的微妙關(guān)系。但是如果將式子變形為,我們就會發(fā)現(xiàn):當(dāng)x無限增大,逐漸減小、無限接近于0,而
就逐漸增大、無限接近于1();若將
變形為,即說明此時雙曲線在第一象限,當(dāng)x無限增大時,其上的點與坐標(biāo)原點之間連線的斜率比1小,但與斜率為1的直線無限接近,且此點永遠(yuǎn)在直線 的下方。其它象限向遠(yuǎn)處無限伸展的變化趨勢就可以利用對稱性得到,從而可知雙曲線的圖形在遠(yuǎn)處與直線
無限接近,此時我們就稱直線
叫做雙曲線的漸近線。這樣從已有知識出發(fā),層層設(shè)(釋)疑,激活已知,啟迪思維,調(diào)動學(xué)生自身探索的內(nèi)驅(qū)力,進(jìn)一步清晰概念(或圖形)特征,培養(yǎng)思維的深刻性。
利用由特殊到一般的規(guī)律,就可以引導(dǎo)學(xué)生探尋雙曲線
(a>0,b>0)的漸近線,讓學(xué)生同樣利用類比的方法,將其變形為
,由于雙曲線的對稱性,我們可以只研究第一象限向遠(yuǎn)處的變化趨勢,繼續(xù)變形為
,可發(fā)現(xiàn)當(dāng)x無限增大時,逐漸減小、無限接近于0,逐漸增大、無限接近于,即說明對于雙曲線在第一象限遠(yuǎn)處的點與坐標(biāo)原點之間連線的斜率比
小,與斜率為的直線無限接近,且此點永遠(yuǎn)在直線
下方。其它象限向遠(yuǎn)處無限伸展的變化趨勢可以利用對稱性得到,從而可知雙曲線
(a>0,b>0)的圖形在遠(yuǎn)處與直線
無限接近,直線
叫做雙曲線
(a>0,b>0)的漸近線。我就是這樣將漸近線的發(fā)現(xiàn)作為重點,充分暴露思維過程,培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造性思維,通過誘導(dǎo)、分析,巧妙地應(yīng)用極限思想導(dǎo)出了雙曲線的漸近線方程。這樣處理將數(shù)學(xué)思想滲透于其中,學(xué)生也易接受。
(2)證明 如何證明直線
是雙曲線
(a>0,b>0)的漸近線呢?
啟發(fā)思考①:首先,逐步接近,轉(zhuǎn)換成什么樣的數(shù)學(xué)語言?(x→∞,d→0)
啟發(fā)思考②:顯然有四處逐步接近,是否每一處都進(jìn)行證明?
啟發(fā)思考③:鎖定第一象限后,具體地怎樣利用x表示d
(工具是什么:點到直線的距離公式)
啟發(fā)思考④:讓學(xué)生設(shè)點,而d的表達(dá)式較復(fù)雜,能否將問題進(jìn)行轉(zhuǎn)化?
分析:要證明直線
是雙曲線
(a>0,b>0)的漸近線,即要證明隨著x的增大,直線和曲線越來越靠攏。也即要證曲線上的點到直線的距離
|MQ|越來越短,因此把問題轉(zhuǎn)化為計算|MQ|。但因|MQ|不好直接求得,因此又可以把問題轉(zhuǎn)化為求|MN|。
啟發(fā)思考⑤:這樣證明后,還須交代什么?
(在其他象限,同理可證,或由對稱性可知有相似情況)
引導(dǎo)學(xué)生層層深入的進(jìn)行探究,從而更深刻的理解雙曲線的漸近線的發(fā)現(xiàn)及證明過程。
(3)深化
再來研究實軸在y軸上的雙曲線
(a>0,b>0)的漸近線方程就會變得容易很多,此時可利用類比的方法或者利用對稱性得到焦點在y軸上的雙曲線的漸近線方程即為。
這樣,我們就完滿地解決了畫雙曲線遠(yuǎn)處趨向問題,從而可比較精確的畫出雙曲線。但是如果仔細(xì)觀察漸近線實質(zhì)就是雙曲線過實軸端點、虛軸端點,作平行與坐標(biāo)軸的直線
所成的矩形的兩條對角線,數(shù)形結(jié)合,來加強(qiáng)對雙曲線的漸近線的理解。
4.離心率的幾何意義
橢圓的離心率反映橢圓的扁平程度,雙曲線離心率有何幾何意義呢?不難得到:,這是剛剛學(xué)生在類比橢圓的幾何性質(zhì)時就可以得到的簡單結(jié)論。通過對離心率的研究,同樣也可以使學(xué)生進(jìn)一步加深對漸近線的理解。
由等式,可得:,不難發(fā)現(xiàn):e越?。ㄔ浇咏?),就越接近于0,雙曲線開口越?。籩越大,就越大,雙曲線開口越大。所以,雙曲線的離心率反映的是雙曲線的開口大小。通過對這些性質(zhì)的探究,就可以更好的理解雙曲線圖形與這些基本量之間的關(guān)系,更加準(zhǔn)確的作出雙曲線的圖形。
5.例題分析
為突出本節(jié)內(nèi)容,使學(xué)生盡快掌握剛才所學(xué)的知識。我選配了這樣的例題:
例1.求雙曲線9x2-16y2=144的實半軸長和虛半軸長、頂點和焦點坐標(biāo)、漸近線方程、離心率。選題目的在于拿到一個雙曲線的方程之后若不是標(biāo)準(zhǔn)式,要先將所給的雙曲線方程化為標(biāo)準(zhǔn)方程,后根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)方程分別求出有關(guān)量。本題求漸近線的方程的方法:(1)直接根據(jù)漸近線方程寫出;(2)利用雙曲線的圖形中的矩形框架的對角線得到。加強(qiáng)對于雙曲線的漸近線的應(yīng)用和理解。
變1:求雙曲線9y2-16x2=144的實半軸長和虛半軸長、頂點和焦點坐標(biāo)、漸近線方程、離心率。選題目的:和上題相同先將所給的雙曲線方程化為標(biāo)準(zhǔn)方程,后根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)方程分別求出有關(guān)量;但求漸近線時可直接求出,也可以利用對稱性來求解。
關(guān)鍵在于對比:雙曲線的形狀不變,但在坐標(biāo)系中的位置改變,它的那些性質(zhì)改變,那些性質(zhì)不變?試歸納雙曲線的幾何性質(zhì)。(小結(jié)列表)變2:已知雙曲線的漸近線方程是,且經(jīng)過點(
第三篇:雙曲線及其標(biāo)準(zhǔn)方程教案
雙曲線及其標(biāo)準(zhǔn)方程(第一課時)
教學(xué)目標(biāo):
1.掌握雙曲線的定義,能說出其焦點、焦距的意義;
2.能根據(jù)定義,按照求曲線方程的步驟推導(dǎo)出雙曲線的標(biāo)準(zhǔn)方程,熟練掌握兩類標(biāo)
準(zhǔn)方程;
3.能解決較簡單的求雙曲線標(biāo)準(zhǔn)方程的問題; 4.培養(yǎng)學(xué)生觀察、分析、歸納和邏輯推理能力。
教學(xué)重點:雙曲線的定義和標(biāo)準(zhǔn)方程。
教學(xué)難點:雙曲線標(biāo)準(zhǔn)方程的推導(dǎo)過程。
教學(xué)過程:
一、創(chuàng)設(shè)情景,引入新課: 師:我們先來思考這樣一個問題:(打開幾何畫板)已知定點F1(?1,0)和F2(1,0),定圓C1的圓心為F1,且半徑為r,動圓C2過定點F2,且與定圓相切。
(1)若r?4,試求動圓圓心的軌跡;(2)若r?1,試求動圓圓心的軌跡。(教師結(jié)合幾何畫板演示分析):
師:當(dāng)r?4時,我們得到的軌跡是什么?
生:是橢圓。
是:為什么?
生:因為當(dāng)r?4時動圓C2內(nèi)切于定圓C1,所以兩個圓的圓心距MF1滿足
MF1?4?MF2,移項后可以得到:MF1?MF2?4滿足橢圓的定義,所以得到的軌跡是一個以F1、F2為定點,4為定長的橢圓。
師:很好。那么,當(dāng)r?1呢,此時動圓C2與定圓C1相切有幾種情況?
生:有兩種情況:內(nèi)切和外切。
師:我們先來考察兩圓外切時的情況(演示),我們得到的軌跡滿足什么條件?
生(同時教師板書):由于兩圓外切,所以兩個圓的圓心距MF1滿足 MF1?1?MF2,移項后可以得到:MF1?MF2?1。(教師演示軌跡)師:我們再來考察兩圓內(nèi)切時的情況(演示),我們得到的軌跡又滿足什么條件?
生(同時教師板書):由于兩圓內(nèi)切,所以兩個圓的圓心距MF1滿足 MF1?MF2?1,移項后可以得到:MF1?MF2??1。(教師演示軌跡)師(同時演示兩種情況下的軌跡):我們可以得到與定圓相切且過定點的動圓的圓心滿足MF1?MF2??1即MF1?MF2?1,圓心的軌跡我們稱之為雙曲線。
二、新課講解:
1、定義給出
師:今天我們來學(xué)習(xí)雙曲線。同學(xué)們能否結(jié)合剛才的問題給雙曲線下個一般定義?
生:雙曲線是到平面上兩個定點F1、F2的距離的差的絕對值等于常數(shù)的點的軌跡。這兩個定點叫做雙曲線的焦點,兩焦點的距離叫做雙曲線的焦距。
師:由橢圓的定義,一般情況下,我們設(shè)該常數(shù)為2a。那么什么情況下表示的是雙曲線的右支,什么情況下表示的是雙曲線的左支?
生:當(dāng)MF1?MF2?2a時,表示的是雙曲線的右支,當(dāng)MF1?MF2??2a時,表示的是雙曲線的左支。
2、定義探究
(教師引導(dǎo)學(xué)生分情況討論): 師:這個常數(shù)2a有沒有限制條件?
生:有。這個常數(shù)2a要比焦距F1F2小。師:很好。為什么要有這個限制條件呢?其他情況會是怎樣的呢?我們一起來分析一下:
(1)若a=0,則有MF1?MF2?0即MF1?MF2,此時軌跡為線段F1F2的中垂線;
(2)若2a=F1F2,則有MF1?MF2??F1F2,此時軌跡為直線F1F2上除去線段F1F2中間部分,以F1、F2為端點的兩條射線;
(3)若2a>F1F2,則根據(jù)三角形的性質(zhì),軌跡不存在。
3、雙曲線標(biāo)準(zhǔn)方程的推導(dǎo)過程:
師:我們學(xué)過求曲線的方程的一般步驟,現(xiàn)在我們一起根據(jù)定義求雙曲線的標(biāo)準(zhǔn)方程。(師生互動,共同推導(dǎo)之)
第一步:建立直角坐標(biāo)系;
第二步:設(shè)點:設(shè)M(x,y),焦點分別為F1(?c,0)和F2(c,0),M到焦點的距離差的絕對值等于2a;
第三步:啟發(fā)學(xué)生根據(jù)定義寫出M點的軌跡構(gòu)成的點集: P?MMF1?MF2??2a;
第四步:建立方程:(x?c)2?y2?(x?c)2?y2??2a;
ab教師強(qiáng)調(diào):我們得到了焦點在x軸上,且焦點是F1(?c,0)和F2(c,0)的雙曲線標(biāo)準(zhǔn)方程為x2a2b2 師:那么如果焦點在y軸上呢?(學(xué)生練習(xí))
y2x2 生(練習(xí)后):此時的標(biāo)準(zhǔn)方程應(yīng)該是2?2?1(a?0,b?0)。
ab 4.雙曲線標(biāo)準(zhǔn)方程的探討:
師:剛才我們共同推導(dǎo)了雙曲線的標(biāo)準(zhǔn)方程。請同學(xué)想一下,雙曲線標(biāo)準(zhǔn)方程中字母a、b、c的關(guān)系如何?是不是a?b? ?y2?1(a?0,b?0),這里c2?a2?b2 ?? 第五步:化簡,得到
x22?y22?1(a?0,b?0)
生:a、b、c滿足等式c2?a2?b2,所以有a2?c2?b2,可以得到a,b?c,但不能判斷a?b。師:很好。我們在求雙曲線標(biāo)準(zhǔn)方程過程中還發(fā)現(xiàn),確定焦點對求雙曲線方程很重要。那么如何根據(jù)方程判定焦點在哪個坐標(biāo)軸上呢?
y2x2x2y2 生:由于焦點在x軸和y軸上標(biāo)準(zhǔn)方程分別為2?2?1和2?2?1,我們發(fā)現(xiàn)焦點所在軸相
abab關(guān)的未知數(shù)的分母總是a,所以可以由a來判定。
x2y2??1,那么你如何尋找a?
師:很好。如果我們知道的方程是32 生:因為a所在的這一項未知數(shù)的系數(shù)是正的,所以只要找正的系數(shù)就可以了。
x2y2???1呢?
師:如果方程是32 生:先化成標(biāo)準(zhǔn)方程。
師:請同學(xué)總結(jié)一下。生:化標(biāo)準(zhǔn),找正號。5.運(yùn)用新知:
y2x2??1表示雙曲線,則m的取值范圍是__________,此時
【練習(xí)】已知方程9m?1雙曲線的焦點坐標(biāo)是________________,焦距是________________;
【變式】若將9改成2?m,則m的取值范圍是________________________。
【例1】已知雙曲線兩個焦點的坐標(biāo)為F1(?5,0)、F2(5,0),雙曲線上一點P到F1、F2的距離的差的絕對值等于6,求雙曲線的標(biāo)準(zhǔn)方程。
解:因為雙曲線的焦點再x軸上,所以設(shè)它的標(biāo)準(zhǔn)方程為 x22ab 因為2a=6,2c=10,所以a=3,c=5。?y22?1(a?0,b?0),所以b2?52?32?16,x2y2??1。
所以所求雙曲線的標(biāo)準(zhǔn)方程為916 【變式】已知兩個定點的坐標(biāo)為F1(?5,0)、F2(5,0),動點P到F1、F2的距離的差
等于6,求P點的軌跡方程。
解:因為PF1?PF2?6,所以P的軌跡是雙曲線的右支,設(shè)雙曲線標(biāo)準(zhǔn)方程為??1(a?0,b?0),a2b2 因為2a=6,2c=10,所以a=3,c=5。x2y2 所以b2?52?32?16,x2y2??1(x?3)。
所以所求P點的軌跡方程為916【例2】已知雙曲線的焦點在y軸上,并且雙曲線上兩點P1、P2的坐標(biāo)分別為
9(3,?42)、(,5),求雙曲線的標(biāo)準(zhǔn)方程。
4解:因為雙曲線的焦點在y軸上,所以設(shè)所求雙曲線的標(biāo)準(zhǔn)方程為
y2x2 2?2?1(a?0,b?0),ab 因為點P1、P2在雙曲線上,所以點P1、P2的坐標(biāo)適合方程,代入得: ?(?42)232?2?1?2ab2????a?162 ?可解得:?。?9?2?????b?9425????2?12?b?ay2x2??1。
所以所求雙曲線得標(biāo)準(zhǔn)方程為:169【變式】已知雙曲線的焦點在坐標(biāo)軸上,并且雙曲線上兩點P1、P2的坐標(biāo)分別為
9(分情況討論)(3,?42)、(,5),求雙曲線的標(biāo)準(zhǔn)方程。4 【練習(xí)】(1)?ABC一邊兩個端點是B(0,6)和C(0,?6),頂點A滿足AB?AC?8,求A的軌跡方程。
(2)?ABC一邊的兩個端點是B(0,6)和C(0,?6),另兩邊所在直線的斜率之積是
4,求頂點9A的軌跡。
三、本課小結(jié):
師:我們總結(jié)一下本節(jié)課我們學(xué)了什么?
生:
1、雙曲線的定義;
2、雙曲線標(biāo)準(zhǔn)方程推導(dǎo)過程;
3、運(yùn)用已有知識解決一些
簡單的問題。
四、作業(yè):
課本P108:2、3、4 問題:一炮彈在M處爆炸,在F1、F2處聽到爆炸聲。已知兩地聽到爆炸聲的時間差為2s,又知兩地相距800m,并且此時的聲速為340m/s,那么M點一定在哪條曲線上?
第四篇:雙曲線的漸近線教案
雙曲線的漸近線教案
教學(xué)目的
(1)正確理解雙曲線的漸近線的定義,能利用雙曲線的漸近線來畫雙曲線的圖形.
(2)掌握由雙曲線求其漸近線和由漸近線求雙曲線的方法,并能作初步的應(yīng)用,從而提高分析問題和解決問題的能力.
教學(xué)過程
一、揭示課題
師:給出雙曲線的方程,我們能把雙曲線畫出來嗎?
生(眾):能畫出來.
師:能畫得比較精確點嗎?
(學(xué)生默然.)
其附近的點,比較精確地畫出來.但雙曲線向何處伸展就不很清楚了.在畫其他曲線時,也有同樣的問題.如曲線
我們可以比較精確地畫出整個曲線.因為我們知道,當(dāng)曲線伸向遠(yuǎn)處時,它逐漸地越 的趨向,我們是清楚的,它逐漸地在x軸負(fù)方向上越來越接近x軸,即x軸為y=2x的一條漸近線,但它的另一端則不然,它伸向何處是不夠清楚的.所以雙曲線和其他曲線一樣,當(dāng)它向遠(yuǎn)處伸展時,它的趨向如何,是需要研究的問題.今天這堂課,我們就來討論一下“雙曲線向何處去”這樣一個問題.
(板書課題:雙曲線的漸近線.)
二、講述定義
師:前一課我們討論了雙曲線的范圍、對稱性和頂點,我們回憶一下,雙曲線的范圍x≤-a,x≥a是怎樣得出來的?
直線x=-a和x=a的外側(cè).我們能不能把雙曲線的范圍再縮小一點?我們先看看雙曲線在第一象限的情況.
設(shè)M(x,y)是雙曲線上在第一象限內(nèi)的點,則
考察一下y變化的范圍:
因為x2-a2<x2,所以
這個不等式意味著什么?
(稍停,學(xué)生思考.)
平面區(qū)域.
之間(含x軸部分).這樣,我們就進(jìn)一步縮小了雙曲線所在區(qū)域的范圍.
為此,我們考慮下列問題:
經(jīng)過A2、A1作y軸的平行線x=±a,經(jīng)過B2、B1作x軸的平行線y=±b,以看出,雙曲線 的各支向外延伸時,與這兩條直線逐漸接近.
下面,我們來證明這個事實.
雙曲線在第一象限內(nèi)的方程可寫成
設(shè)M(x,y)是它上面的點,N(x,Y)是直線
上與M有相同橫坐標(biāo)的點,則
設(shè)|MQ|是點M到直線 的距離,則|MQ|<|MN|.當(dāng)x逐漸增大時,|MN|逐漸減小,x無限增大,|MN|接近于零,|MQ|也接近于零,就是說,雙曲線在第一象限的部分從射線ON的下方逐漸接近于射線ON.
在其他象限內(nèi)也可以證明類似的情況.我們把兩條直線
叫做雙曲線的漸近線.
現(xiàn)在來看看實軸在y軸上的雙曲線的漸近線方程是怎樣的?由于實軸在y軸上的雙曲線方程是由實軸在x軸上的雙曲線方程,將x、y字母對調(diào)所得到,自然,前者
這樣,我們就完滿地解決了畫雙曲線遠(yuǎn)處趨向的問題,從而可比較精確地畫出雙
手畫出比較精確的雙曲線.
[提出問題,解決問題,善始善終.]
三、初步練習(xí)
(根據(jù)由雙曲線求出它的漸近線方程與由漸近線求出相應(yīng)的雙曲線方程這兩要求,出四個小題讓學(xué)生練習(xí).)
1.求下列雙曲線的漸近線方程(寫成直線方程的一般式),并畫出雙曲線:
(1)4x2-y2=4;(2)4x2-y2=-4.
2.已知雙曲線的漸近線方程為x±2y=0,且雙曲線過點:
求雙曲線方程并畫出雙曲線.
(練習(xí)畢,由學(xué)生回答,教師總結(jié).)
解題的主要步驟:
第1題:(1)把雙曲線方程化為標(biāo)準(zhǔn)方程;(2)求得a、b;(3)根據(jù)定義寫出漸近線方程.
第2題:(1)判斷何種雙曲線,設(shè)出相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)方程;(2)寫出漸近線方程,從而得到關(guān)于a、b的一個關(guān)系式;(3)將點M代入標(biāo)準(zhǔn)方程,得到關(guān)于a、b的另一個關(guān)系式;(4)解a、b的方程組,求得a、b,寫出雙曲線方程.
師:這是兩個關(guān)于雙曲線漸近線的最基本的練習(xí).一個是由雙曲線求漸近線,比較簡單;一個是由漸近線求雙曲線,卻比較復(fù)雜.這是因為,一個是正向思考和運(yùn)算,另一個是逆向思考和運(yùn)算,有一定的難度.同時,因為一條雙曲線有兩條確定的漸近線,而兩條漸近線對應(yīng)有許多雙曲線,因此,求雙曲線方程還必須具有另一個條件,兩個條件的綜合顯然比較困難.我們要特別注意對逆向問題的分析,提高解決逆向問題的能力.
[問題雖然簡單,但確是基礎(chǔ),不僅掌握基本知識,同時有利于正、逆兩方面思考問題的訓(xùn)練.]
四、建立法則
師:仔細(xì)分析一下上述練習(xí)的結(jié)果:
雙曲線方程:4x-y=4;漸近線方程:2x±y=0.
雙曲線方程:4x-y=-4;漸近線方程:2x±y=0.
雙曲線方程:x2-4y2=4;漸近線方程:x±2y=0.
雙曲線方程:x2-4y2=-4;漸近線方程:x±2y=0.
可以發(fā)現(xiàn),雙曲線與其漸近線的方程之間似乎存在某種規(guī)律.
(啟發(fā)學(xué)生討論、歸納.)
生甲:每項開平方,中間用正負(fù)號連結(jié)起來,常數(shù)項改為零,就得到漸近線方程.
生乙:以各項系數(shù)絕對值的算術(shù)平方根為x、y的系數(shù),且用正負(fù)號連結(jié)起來等于零,就是漸近線方程.
生丙:如果兩個雙曲線方程的二次項相同,那么漸近線方程就相同,與常數(shù)項無關(guān).
生?。悍催^來,漸近線的方程相同,雙曲線方程的二次項就相同,常數(shù)可以不同.
生戊:應(yīng)該說二次項系數(shù)成比例.
師:大家揭示了其中的規(guī)律.但是,大家的回答,還不夠嚴(yán)格,也不夠簡潔,是否可以歸納出一種方法,把雙曲線方程處理一下,就得到漸近線方程?
把雙曲線方程中常數(shù)項改成零,會怎樣呢?
點適合這個方程,適合這個方程的點在漸近線上.
就是兩漸近線的方程.實際上,兩條漸近線也可看作二次曲線,是特殊的雙曲線.同樣,b2x2-a2y2=0,即 bx±ay=0;
b2y2-a2x2=0,即 by±ax=0.
所以把雙曲線方程的常數(shù)項改為零,就得到其漸近線方程.這具有一般性嗎?也就是說對任意雙曲線
A2x2-B2y2=C(C≠0)
它的漸近線方程是不是A2x2-B2y2=0?回答是肯定的.
分情況證明一下:
C>0,A2x2-B2y2=C,故漸近線方程為
也可以化成 Ax±By=0,即 Ax-By=0.
其他情況,同學(xué)們可以自己去證明.反之,漸近線方程為
Ax±By=0 的雙曲線方程是什么?可以證明是:A2x2-B2y2=C(C≠0).C>0,實軸在x軸上;C<0,實軸在y軸上.因此,我們得到下列法則:
(1)雙曲線 A2x2-B2y2=C(C≠0)的漸近線方程是
A2x2-B2y2=0;
(2)漸近線方程是Ax±By=0的雙曲線方程是
A2x2-B2y2=C
(C≠0的待定常數(shù)).
現(xiàn)在誰能把上面的練習(xí)第2題再解答一下?
生:因為漸近線方程是x±2y=0,所以雙曲線方程為
x2-4y2=C. 22
∴ 雙曲線方程為x2-4y2=4.
∴ 雙曲線方程為x2-4y2=-4.
[建立解題法則,既使解題比較方便,又使學(xué)生得到解題能力的培養(yǎng).]
五、鞏固應(yīng)用
師:前面我們講述了雙曲線漸近線的定義和法則,下面大家使用定義或者法則再做兩個練習(xí).
2.證明:雙曲線上任一點到兩漸近線的距離之積是個常數(shù).
(練習(xí)畢,由學(xué)生回答,教師總結(jié)解題步驟.)
師:解練習(xí)1的方法有兩種.一是直接運(yùn)用定義.
由雙曲線求漸近線:
由漸近線求雙曲線:
二是直接運(yùn)用法則.
練習(xí)2的解法如下:
六、布置作業(yè)
課本練習(xí);略.
教案說明
(1)本課教材內(nèi)容不難接受,但教學(xué)中如何引出漸近線以致不感到突然,我采取了進(jìn)一步縮小雙曲線所在范圍的方法,引出了漸近線.至于課題的引出,也是順應(yīng)認(rèn)識的需要,為了對雙曲線作深入的研究.我認(rèn)為這些做法都是比較自然的.
(2)本課的基礎(chǔ)內(nèi)容,一是定義和法則,二是雙曲線與其漸近線的互求的方法.
本教案既注意狠抓基礎(chǔ),也注意綜合提高.
(3)本教案建立了一個法則,作為定義的補(bǔ)充,也是為了解題的方便,建立法則的過程,也是學(xué)生提高觀察能力、歸納總結(jié)能力的一種訓(xùn)練.
第五篇:2.3雙曲線 教學(xué)設(shè)計 教案
教學(xué)準(zhǔn)備
1.教學(xué)目標(biāo) 知識與技能
[1] 理解雙曲線的概念,掌握雙曲線的定義、會用雙曲線的定義解決實際問題。[2] 能根據(jù)已知條件利用定義或待定發(fā)系數(shù)法求雙曲線的標(biāo)準(zhǔn)方程.理解雙曲線標(biāo)準(zhǔn)方程的推導(dǎo)過程及化簡無理方程的常用的方法。
[3] 進(jìn)一步感受曲線方程的概念,了解建立曲線方程的基本方法.了解借助信息技術(shù)探究動點軌跡的《幾何畫板》的制作或操作方法。
2過程與方法
[1]提高運(yùn)用坐標(biāo)法解決幾何問題的能力及運(yùn)算能力。
[2]通過定義及標(biāo)準(zhǔn)方程的挖掘與探究,使學(xué)生進(jìn)一步體驗類比及數(shù)形結(jié)合等思想方法的運(yùn)用.[3]培養(yǎng)學(xué)生的類比推理能力、觀察能力、歸納能力、探索發(fā)現(xiàn)能力。3 情感態(tài)度與價值觀
[1]親身經(jīng)歷雙曲線及其標(biāo)準(zhǔn)方程的獲得過程,感受數(shù)學(xué)美的熏陶。
[2]通過主動探索,合作交流,感受探索的樂趣和成功的體驗,體會數(shù)學(xué)的理性和嚴(yán)謹(jǐn)。
[3]養(yǎng)成實事求是的科學(xué)態(tài)度和契而不舍的鉆研精神.通過自主學(xué)習(xí)、主動參與、積極探究的學(xué)習(xí)過程,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的自信心和積極性,培養(yǎng)學(xué)生良好的思維習(xí)慣,培養(yǎng)學(xué)生分析、解決問題的能力。
2.教學(xué)重點/難點
重點:通過類比、提出猜想進(jìn)而操作確認(rèn),獲得雙曲線的定義并推導(dǎo)雙曲線的標(biāo)準(zhǔn)方程。
難點:[1]雙曲線的標(biāo)準(zhǔn)方程的推導(dǎo)。
[2]綜合應(yīng)用雙曲線的標(biāo)準(zhǔn)方程解決生產(chǎn)生活中的實際問題。
3.教學(xué)用具
多媒體、木板、拉鏈等 4.標(biāo)簽
教學(xué)過程
教學(xué)過程設(shè)計 舊知回顧、引入新課
【師】同學(xué)們好。從今天我們開始進(jìn)入新一節(jié)內(nèi)容的學(xué)習(xí):雙曲線及其標(biāo)準(zhǔn)方程。
【板書】2.3.1.雙曲線及其標(biāo)準(zhǔn)方程 【師】請同學(xué)們回憶一下前幾節(jié)課的知識? 【板書】
橢圓的定義?
橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程?
橢圓的簡單幾何性質(zhì)?
橢圓知識的考查方式?
【生】橢圓的定義是:平面內(nèi)與兩個定點F1,F2的距離之和等于常數(shù)(大于ⅠF1F2Ⅰ)的點的軌跡叫做橢圓(ellipse).其中這兩個定點叫做橢圓的焦點,兩定點間的距離叫做橢圓的焦距.即當(dāng)動點設(shè)為m時,橢圓即為點集。
【生】橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程有兩個(分焦點在x軸和焦點在y軸兩種情況):
【生】橢圓的簡單幾何性質(zhì)有范圍、對稱性、頂點、焦點坐標(biāo)、離心率等內(nèi)容?!旧繖E圓知識的考查方式有兩種方式:給方程題和求方程題。常見延伸問題有焦點弦、焦點半徑、焦點三角形、直線與曲線的交點、直線與圓錐曲線相交的弦長公式、圓錐曲線的最值、定值及過定點等難點問題。
給方程題:較大分母是a2,較小分母是b2,焦點所在軸與含a2項所在的分子所含字母相同,可求出半焦距c,繼而依次寫出頂點、焦點坐標(biāo)、離心率等。求方程題:根據(jù)待定系數(shù)法就是確定a2與b2和焦點所在軸。
【師】下面我們研究一種我們初中曾經(jīng)學(xué)過的“新”的曲線。(反比例函數(shù)的圖像就是雙曲線,但是坐標(biāo)系建立方式不同,方程形式也不同)【師】考慮以下問題,思考后作答:
問題:如果把橢圓定義中的“距離之和”改為“距離之差”,那么點的軌跡是怎樣的曲線?即“平面內(nèi)與兩個定點F1,F(xiàn)2的距離的差等于非零常數(shù)的點的軌跡”是什么?
閱讀教材P52~55,回答下列問題:雙曲線的定義、圖形、標(biāo)準(zhǔn)方程、應(yīng)用?!旧啃〗M合作,思考、交流,得出結(jié)論。(1)小組合作
[1]取一條拉鏈;[2]如圖把它固定在板上的兩點F1、F2;[3] 拉動拉鏈(M)。思考:拉鏈運(yùn)動的軌跡是什么?
觀察AB兩圖探究雙曲線的定義 ①如圖(A),|MF1|-|MF2|=|F2F|=2a ②如圖(B),|MF2|-|MF1|=|F1F|=2a 由①②可得:| |MF1|-|MF2| | = 2a
上面兩條曲線合起來叫做雙曲線。
【師】根據(jù)以上分析,試給雙曲線下一個完整的定義? 【生】 文字描述:平面內(nèi)與兩個定點F1,F(xiàn)2的距離的差的絕對值 等于非零常數(shù)(小于︱F1F2︱)的點的軌跡叫做雙曲線。兩個定點F1、F2叫做雙曲線的焦點。兩個定點間的距離|F1F2|=2c 叫做焦距。符號描述:| |MF1|-|MF2| | = 2a(2a<2c)。圖形:
【師】請同學(xué)們利用搜集的知識說一說雙曲線的歷史起源和現(xiàn)實應(yīng)用。【生】我說雙曲線的歷史起源:
2000多年前,古希臘數(shù)學(xué)家最先開始研究圓錐曲線,并獲得了大量的成果。古希臘數(shù)學(xué)家阿波羅尼采用平面切割圓錐的方法來研究這幾種曲線。用垂直于錐軸的平面去截圓錐,得到的是圓;把平面漸漸傾斜,得到橢圓;當(dāng)平面傾斜到“和且僅和”圓錐的一條母線平行時,得到拋物線;用平行圓錐的軸的平面截取,可得到雙曲線的一邊;以圓錐頂點做對稱圓錐,則可得到雙曲線[1]。阿波羅尼曾把橢圓叫“虧曲線”,把雙曲線叫做“超曲線”,把拋物線叫做“齊曲線”。事實上,阿波羅尼在其著作中使用純幾何方法已經(jīng)取得了今天高中數(shù)學(xué)中關(guān)于圓錐曲線的全部性質(zhì)和結(jié)果?!旧课艺f雙曲線的現(xiàn)實應(yīng)用:
雙曲線在實際中的應(yīng)用有通風(fēng)塔,冷卻塔,埃菲爾鐵塔,廣州塔等。
【師】初中學(xué)過的反比例函數(shù)的圖像就是一種特殊的雙曲線,叫做等軸雙曲線,以其漸近線為坐標(biāo)系建立方程,得到的函數(shù)解析式就是在教師的啟發(fā)下,師生共同完成幾種特殊情形的探究。
。【師】再考慮以下問題,思考后作答:(1)|MF1|-|MF2|=2a表示雙曲線的哪一支? 【生】右支。
【師】(2)|MF2|-|MF1|=2a表示雙曲線的哪一支? 【生】左支。
【師】(3)若2a=2c,則軌跡是什么?
【生】分別以F1、F2為端點方向向外的兩條射線F1P、F2Q?!編煛浚?)若2a>2c,則軌跡是什么? 【生】無軌跡。
【師】(5)若2a=0,則軌跡是什么?
【生】此時|MF1|=|MF2|,軌跡是線段F1F2的垂直平分線?!編煛糠抡諜E圓建立坐標(biāo)系的方法,請建立雙曲線的方程?!旧拷ㄏ翟O(shè)點。設(shè)M(x , y),雙曲線的焦距為2c(c>0),F1(-c,0),F2(c,0),常數(shù)=2a 雙曲線就是集合: P={M |||MF1|-|MF2|| = 2a }。
叫做雙曲線的標(biāo)準(zhǔn)方程。它所表示的雙曲線的焦點在x 軸上,焦點是F1(-c,0),F2(c,0),這里c2=a2+b2。
【師】請同學(xué)們嘗試將焦點所在軸設(shè)為y軸,過焦點連線的垂直平分線為x軸,方程會變成怎樣? 【生】和橢圓的方程焦點在y軸的變化一樣,方程中的x、y位置互換!方程變?yōu)椤?/p>
【師】好,誰來總結(jié)一下? 【生】雙曲線有兩個標(biāo)準(zhǔn)方程: 分別是焦點在x軸上時。
【師】討論一下a、b有沒有必然的大小關(guān)系?
【生】雙曲線中的a、b沒有必然的大小關(guān)系,方程右邊為1時,左邊被減數(shù)的分母是a2。2 新知介紹
[1]雙曲線及其標(biāo)準(zhǔn)方程
【師】于是,我們可以得到雙曲線及其標(biāo)準(zhǔn)方程。
文字描述:平面內(nèi)與兩個定點F1,F(xiàn)2的距離的差的絕對值等于非零常數(shù)(小于︱F1F2︱)的點的軌跡叫做雙曲線。符號描述和圖形:(如右圖)
和焦點在y軸上時
助記:(橢圓到雙曲線)“和”變“差”,一字之差,天地大變,從有限變無限,從看整個到看不全,a、c大小互換,還好焦點坐標(biāo)沒變、三對稱沒變?!編煛空垖㈦p曲線與橢圓對比記憶。
[2]雙曲線非標(biāo)準(zhǔn)方程的標(biāo)準(zhǔn)化 【師】下面我們做一些練習(xí)!
求出下列雙曲線的a2、b2,并寫出焦點坐標(biāo)。
【生】(1)a2=16
b2=9,焦點F(±5,0)
(2)a2=9 b2=16,焦點F(±5,0)【師】以上答案有問題么? 【生】第二個方程有問題,方程右邊不是1,而是-1.【師】有什么辦法么?
【生】方程兩邊同時乘以-1就可以了?!編煛浚?)的正確答案變了么?
【生】正確答案是(2)a2=16 b2=9,焦點F(0,±5)【師】對于非標(biāo)準(zhǔn)方程,首先要標(biāo)準(zhǔn)化才可以提取相關(guān)信息。
非標(biāo)準(zhǔn)方程的陷阱及對應(yīng)措施:(注意到就不會出錯)
1、方程右邊不為1:兩邊同除以該數(shù)使右邊為1(如練習(xí)1、3、5)
2、方程左邊不標(biāo)準(zhǔn)。
(1)位置不標(biāo)準(zhǔn):被減數(shù)與減數(shù)位置互換,(M—N型寫為-N+M型)
(2)系數(shù)不標(biāo)準(zhǔn):沒有分母(分母為1)或分母為分?jǐn)?shù)形式不恰當(dāng)整理 【生】(3)、(4)、(5)都是非標(biāo)準(zhǔn)方程,先標(biāo)準(zhǔn)化再提取信息。
(3)兩邊同時除以-225,得到標(biāo)準(zhǔn)方程焦點F(0,±),a2=25,b2=9,(4)左邊分母標(biāo)準(zhǔn)化,0)
(5)兩邊同時除以5,得,a2=1 b2=,焦點F(±,位置和系數(shù)標(biāo)準(zhǔn)化,得
[3]雙曲線及其標(biāo)準(zhǔn)方程應(yīng)用
問題:雙曲線及其標(biāo)準(zhǔn)方程能解決什么問題?
【生】由雙曲線繞其虛軸旋轉(zhuǎn),可以得到單葉雙曲面,它又是一種直紋曲面,由兩組母直線族組成,各組內(nèi)母直線互不相交,而與另一組母直線卻相交。應(yīng)用于通風(fēng)塔,冷卻塔、地標(biāo)建筑等建筑設(shè)計。造型優(yōu)美,功效顯著!既輕巧又堅固。生活中和軍事上可以用于定位。[4]例題處理
【師】下面我們來處理書上的例題?!旧烤毩?xí)并討論。【例1】已知雙曲線的焦點為F1(-5,0),F2(5,0),雙曲線上一點P到F1、F2的距離的差的絕對值等于6,求雙曲線的標(biāo)準(zhǔn)方程。
解:因為雙曲線的焦點在 x 軸上,所以設(shè)它的標(biāo)準(zhǔn)方程為:,∵ 2a = 6,2c=10,∴ a = 3, c = 5.∴ b2 = 52-32 =16.所以所求雙曲線的標(biāo)準(zhǔn)方程為:
【拓展探究】已知兩定點F1(-5,0),F2(5,0),動點P滿足|PF1|-|PF2|=6.求動點P的軌跡方程.解:∵|F1F2|=10,|PF1|-|PF2|=6,∴由雙曲線的定義可知,點P的軌跡是雙曲線的右支.∵兩焦點為F1(-5,0),F2(5,0),∴設(shè)它的標(biāo)準(zhǔn)方程為:
∵2a=6,2c=10,∴a=3,c=5.∴b2 =52-32 =16.∴動點P的軌跡方程為
【師】請大家總結(jié)求雙曲線方程的基本步驟。
【生】1.求雙曲線的標(biāo)準(zhǔn)方程就是確定三項內(nèi)容:焦點所在軸(方程二選一)、a2、b2.2.現(xiàn)實應(yīng)用中雙曲線有可能變?yōu)閱吻€(一支),通過限制方程中的x的取值范圍實現(xiàn).【師】補(bǔ)充一點,還有一種可能,焦點所在軸不確定時可能兩種情況都成立,需分情況討論。
【例2】已知A,B兩地相距800 m,在A地聽到炮彈爆炸聲比在B地晚2 s,且聲速為340 m/s, 求炮彈爆炸點的軌跡方程.【分析】首先根據(jù)題意,判斷軌跡的形狀.由聲速及A,B兩處聽到爆炸聲的時間差,可知A,B兩處與爆炸點的距離的差為定值.這樣,爆炸點在以A,B為焦點的雙曲線上.因為爆炸點離A處比離B處遠(yuǎn),所以爆炸點應(yīng)在靠近B處的雙曲線的一支上.解: 如圖所示,建立直角坐標(biāo)系xOy,使A,B兩點在x軸上,并且坐標(biāo)原點O與線段AB的中點重合.∴設(shè)它的標(biāo)準(zhǔn)方程為:
設(shè)爆炸點P的坐標(biāo)為(x,y),則|PA|-|PB|=340x2=680,即 2a=680,a=340.又|AB|=800,即 2c=800,c=400,b2 = c2-a2 =160000-115600=44400.∴炮彈爆炸點的軌跡(雙曲線的一支)方程為(注:課本上只是x>0,本設(shè)計更精確)【應(yīng)用提升】1.若在A,B兩地同時聽到炮彈爆炸聲,則炮彈爆炸點的軌跡是什么? 解: 爆炸點的軌跡是線段AB的垂直平分線.2.根據(jù)兩個不同的觀測點測得同一炮彈爆炸聲的時間差,可以確定爆炸點在某條曲線上,但不能確定爆炸點的準(zhǔn)確位置.而現(xiàn)實生活中為了安全,我們最關(guān)心的是炮彈爆炸點的準(zhǔn)確位置,怎樣才能確定爆炸點的準(zhǔn)確位置呢? 解:再增設(shè)一個觀測點C,利用B,C(或A,C)兩處測得的爆炸聲的時間差,可以求出另一個雙曲線的方程,解這兩個方程組成的方程組,就能確定爆炸點的準(zhǔn)確位置.這是雙曲線的一個重要應(yīng)用.【例3】如果方程解:由
表示雙曲線,求m的取值范圍.【應(yīng)用提升】如果方程值范圍.表示焦點在y軸上的雙曲線,求m的取由例題,從m的取值中選取適合的范圍即有 【拓展探究】已知圓C1:(x+3)2+y2=1和圓C2:(x-3)2+y2=9,動圓M同時與圓C1及圓C2相外切,求動圓圓心M的軌跡方程.
解:
【師】引導(dǎo)學(xué)生分析條件與結(jié)論,認(rèn)識到解題關(guān)鍵是確認(rèn)已知條件中的隱藏信息。再次強(qiáng)調(diào):
1、求雙曲線的標(biāo)準(zhǔn)方程就是確定三項內(nèi)容:焦點所在軸(方程二選一)、a2、b2.2、焦點所在軸不確定時可能兩種情況都成立,需分情況討論。
3、現(xiàn)實應(yīng)用題中雙曲線有可能變?yōu)閱吻€(一支)注意相應(yīng)自變量x的取值會發(fā)生變化。【強(qiáng)化練習(xí)】
已知B(-5,0),C(5,0)是三角形ABC的兩個頂點,且,求頂點A的軌跡方程。解:在△ABC中,|BC|=10,故頂點A的軌跡是以B、C為焦點的雙曲線的左支,又因c=5,a=3,則b2=16,則頂點A的軌跡方程為[5]小結(jié):雙曲線及其標(biāo)準(zhǔn)方程
【師】現(xiàn)在我們來總結(jié)一下,雙曲線及其標(biāo)準(zhǔn)方程?!景鍟?PPT】
【雙曲線的定義】平面內(nèi)與兩個定點F1,F(xiàn)2的距離的差的絕對值等于非零常數(shù)(小于︱F1F2︱)的點的軌跡叫做雙曲線。(1)當(dāng)|MF1|-|MF2|=2a表示雙曲線的右支。(2)|MF2|-|MF1|=2a表示雙曲線的左支。
(3)若2a=2c,則軌跡是分別以F1、F2為端點方向向外的兩條射線F1P、F2Q。(4)若2a>2c,則無軌跡。
(5)若2a=0,則軌跡是線段F1F2的垂直平分線?!倦p曲線的標(biāo)準(zhǔn)方程】有兩個: 分別是焦點在x軸上時。
【考查方式】給方程題與求方程題 給方程題一般涉及方程的標(biāo)準(zhǔn)化:
對于非標(biāo)準(zhǔn)方程,首先要標(biāo)準(zhǔn)化才可以提取相關(guān)信息。非標(biāo)準(zhǔn)方程的陷阱及對應(yīng)措施:(注意到就不會出錯)
1.方程右邊不為1:兩邊同除以該數(shù)使右邊為1(如練習(xí)1、3、5)2.方程左邊不標(biāo)準(zhǔn)。
和焦點在y軸上時。
(1)位置不標(biāo)準(zhǔn):被減數(shù)與減數(shù)位置互換,(M—N型寫為-N+M型)
(2)系數(shù)不標(biāo)準(zhǔn):沒有分母(分母為1)或分母為分?jǐn)?shù)形式不恰當(dāng)整理 求方程題:一般用待定系數(shù)法:
3.求雙曲線的標(biāo)準(zhǔn)方程就是確定三項內(nèi)容:焦點所在軸(方程二選一)、a2、b2.4.焦點所在軸不確定時可能兩種情況都成立,需分情況討論。
5.現(xiàn)實應(yīng)用題中雙曲線有可能變?yōu)閱吻€(一支)注意相應(yīng)自變量x的取值會發(fā)生變化。【易錯點點撥】
1.與橢圓相關(guān)知識混淆,誤認(rèn)為一定有a>b或仍然用a2=b2+c2來求相關(guān)值。2.忽略非標(biāo)準(zhǔn)方程的存在,錯誤提取相關(guān)數(shù)據(jù)。3.該分情況討論的沒有分情況討論。答案不完整。
4、忽略問題的實際意義將雙曲線的一支確定為兩支。課堂小結(jié)(投影,給出知識脈絡(luò)圖)
1.雙曲線的定義
2.雙曲線的標(biāo)準(zhǔn)方程
3.利用雙曲線的定義和標(biāo)準(zhǔn)方程解決簡單的應(yīng)用問題 3 復(fù)習(xí)總結(jié)和作業(yè)布置 [1]課堂練習(xí)
一、填空題
1.a=4,b=3 ,焦點在x軸上的雙曲線的標(biāo)準(zhǔn)方程是
.2.焦點為(0,-6),(0,6),經(jīng)過點(2,-5)的雙曲線的標(biāo)準(zhǔn)方程是
.3.設(shè)雙曲線上的點P到(5,0)的距離是15,則P到(-5,0)的距離是
..4.如果方程
表示雙曲線,則m的取值范圍是
.二、選擇題. 5.設(shè)F1,F(xiàn)2是雙曲線的焦點,點P在雙曲線上,且,則點P到x軸的距離()A.1
B.
C.2
D.
6.P為雙曲線徑的圓與圓
為上一點,若F是一個焦點,以PF為直的位置關(guān)系是()A.內(nèi)切
B.外切
C.內(nèi)切或外切
D.無公共點或相交 7.已知兩定點F1(-5,0),F(xiàn)2(5,0),動點 P 滿足|PF1|-|PF2|=2a,則當(dāng)a=3和5時,P點的軌跡為()A.雙曲線和一直線 B.雙曲線和一條射線 C.雙曲線的一支和一條射線 D.雙曲線的一支和一條直線
三、解答題
8.若方程(k2+k-2)x2+(k+1)y2=1的曲線是焦點在y軸上的雙曲線,求k的取值范圍。
【解答】
一、填空題
二、選擇題.5.B 6.C 7.C
三、解答題
8.解:由雙曲線的標(biāo)準(zhǔn)方程可知(k+1)>0且(k2+k-2)<0,9.解:因為雙曲線的焦點位置不確定,所以設(shè)雙曲線方程為mx2+ny2=1(mn<0),因P1,P2在雙曲線上,所以有
所以所求雙曲線方程為[2]作業(yè)布置
1、自學(xué)完成課本P58練習(xí)。.2、課本P61習(xí)題2.3(A組)第1、2題
課本P62習(xí)題2.3(B組)第2題
3、選做題:
1.設(shè)P為雙曲線上的一點,F(xiàn)1,F(xiàn)2是該雙曲線的兩個焦點,若|PF1|∶|PF2|=3∶2,則△PF1F2的面積為_______.2.已知△ABC的兩個頂點A,B的坐標(biāo)為A(-5,0),B(5,0),且AC,BC的斜率之積等于m(m≠0),若頂點C的軌跡是雙曲線(去掉兩個頂點),求m的取值范圍.(附答案:)1.由已知得2a=2,又由雙曲線的定義得,|PF1|-|PF2|=2,又|PF1|∶|PF2|=3∶2,∴|PF1|=6,|PF2|=4.又|F1F2|=2c=
由余弦定理得∴△PF1F2為直角三角形.
2.設(shè)C點的坐標(biāo)為C(x,y),則AC的斜率為,BC的斜率為依題意有原方程可化為,化簡得mx2-y2=25m(y≠0).因為m≠0,所以①
由題知方程①表示的軌跡是焦點在x軸上的雙曲線(去掉兩個頂點),所以m>0.所以所求m的取值范圍是(0,+∞).
4、預(yù)習(xí)提綱:
前面學(xué)習(xí)了橢圓的簡單幾何性質(zhì),類比學(xué)習(xí)下一節(jié)雙曲線的簡單幾何性質(zhì).