第一篇:2.1.1 橢圓標(biāo)準(zhǔn)方程教學(xué)案(教師版)
高二數(shù)學(xué)選修1-1學(xué)案
2.1.1
橢圓及其標(biāo)準(zhǔn)方程(3)
學(xué)習(xí)目標(biāo):
(1)理解并熟練應(yīng)用橢圓的定義;
(2)使學(xué)生理解軌跡與軌跡方程的區(qū)別與聯(lián)系;
(3)掌握軌跡問(wèn)題的一般求法:定義法、直接法、相關(guān)點(diǎn)法.學(xué)習(xí)重點(diǎn):利用橢圓的定義求與橢圓相關(guān)的軌跡問(wèn)題.學(xué)習(xí)難點(diǎn):軌跡問(wèn)題的一般解法.學(xué)習(xí)過(guò)程:
一、課前準(zhǔn)備:
閱讀教材P34~P36的內(nèi)容,找出疑惑之處,并思考以下問(wèn)題:
2yx??1;距離之和等于6的1.到定點(diǎn)(?3,0)和(3,0)距離之和等于8的點(diǎn)的軌跡是1672點(diǎn)的軌跡是y?0(?3?x?3).2yx1??1上的每一個(gè)點(diǎn)的縱坐標(biāo)都縮短為原來(lái)的,橫坐標(biāo)都縮短為原來(lái)的2.把橢圓1625521,則所得的曲線的方程是x2?y2?1.4二、新課導(dǎo)學(xué):
【例1】已知點(diǎn)A(?2,0),B(2,0),直線l1過(guò)點(diǎn)A,直線l2過(guò)點(diǎn)B,若l1、l2的斜 率之積為?3,求l1、l2的交點(diǎn)P的軌跡方程.4【解析】設(shè)P點(diǎn)坐標(biāo)為(x,y),依題意,得l1、l2的斜率分別為 k1?yyyy3???,k2?,(x??2),于是x?2x?2x?24x?222yx??1(x??2).化簡(jiǎn)得43【例2】已知兩圓A:(x?1)?y?1,B:(x?1)?y?25,動(dòng)圓M與圓A外切,與圓B內(nèi)切,2222yQMPBA求動(dòng)圓M的圓心M的軌跡方程.【解析】設(shè)動(dòng)圓M的半徑為R,連AM,則
|AM|?R?1,①
x
設(shè)動(dòng)圓M與圓B相切與點(diǎn)Q,連BQ,則BQ經(jīng)過(guò)M,|BM|?5?R
② ①?②得 |AM|?|BM|?6,由橢圓的定義知,動(dòng)點(diǎn)M的軌跡是橢圓,焦點(diǎn)是A、B,定長(zhǎng)為6,yx設(shè)橢圓方程為2?2?1,ab則a?3,c?1,所以b2?8,2yx??1.所以動(dòng)圓M的圓心M的軌跡方程98222yQPBoA動(dòng)動(dòng)手:已知圓A:(x?3)2?y2?64,圓A內(nèi)一定點(diǎn)B(?3,0),動(dòng)圓P過(guò)B點(diǎn)且與圓A內(nèi)切,求圓心P的軌跡方程.【解析】設(shè)動(dòng)圓P的半徑為R,圓P與圓A相切與點(diǎn)Q,連AQ,則|AQ|?8,|AP|?8?R
① 又 |BP|?R
②
①?②得 |AP|?|BP|?8,x由橢圓的定義知,動(dòng)點(diǎn)P的軌跡是橢圓,焦點(diǎn)是A、B,定長(zhǎng)為8,yx設(shè)橢圓方程為2?2?1,ab則a?4,c?3,所以b2?7,2yx??1.所以動(dòng)圓P的圓心P的軌跡方程1672yx??1上移動(dòng),求線段OP的中點(diǎn)M的軌跡方程.【例3】動(dòng)點(diǎn)P在橢圓1682222【解析】設(shè)M(x,y),則P(2x,2y),因?yàn)镻在橢圓上,所以
2(2x)(2y)yx??1,即??1為所求的軌跡方程.16842222動(dòng)動(dòng)手:已知x軸上的一定點(diǎn)A(1,?2),M為橢圓跡方程.【解析】設(shè)P(x,y),M(x?,y?),則有
?2x?x??1?x??2x?1 ?,所以?,??2y?y?2y?2y?2??x24?y2?1上的動(dòng)點(diǎn),求AM中點(diǎn)P的軌因?yàn)镸為橢圓P的軌跡方程.x24?y2(2x?1)2?(2y?2)?1即為所求的動(dòng)點(diǎn)?1上的動(dòng)點(diǎn),所以
42三、總結(jié)提升:
例1是直接法求軌跡方程,使用這種方法時(shí),要把動(dòng)點(diǎn)坐標(biāo)設(shè)為(x,y),然后利用題設(shè)條件列出關(guān)于x、y的關(guān)系式,化簡(jiǎn)解得軌跡方程.例2是利用橢圓的定義求軌跡方程,注意平面幾何知識(shí)的應(yīng)用,尋找符合橢圓定義的條件,得出軌跡方程.例3是相關(guān)點(diǎn)法求軌跡方程,特點(diǎn)是將動(dòng)點(diǎn)的坐標(biāo)(x,y)轉(zhuǎn)移到其它點(diǎn)上,在利用其它 點(diǎn)的條件,得出動(dòng)點(diǎn)的軌跡方程.這三種方法是求軌跡方程的常用方法,要認(rèn)真體會(huì)這些方法的運(yùn)用.四、反饋練習(xí):
1.到兩坐標(biāo)軸距離相等的點(diǎn)的軌跡方程是(D)A.y?x B.y??x C.y??x D.y??x 2.到兩點(diǎn)A(1,1)、B(?3,1)距離相等的點(diǎn)的軌跡方程是(B)A.y?1?0 B.y??1 C.x??1 D.x?1?0
2yx??1運(yùn)動(dòng),則點(diǎn)B3.坐標(biāo)系中O、A、B三點(diǎn)共線,|OA|?2|AB|,點(diǎn)A在橢圓322yx??1.的軌跡方程是271822*4.?ABC的三條邊a、b、c成等差數(shù)列,且滿足a?b?c,A(?1,0),C(1,0),求頂點(diǎn)2yx??1B的軌跡方程 432(?2?x?0.)
yB5.已知點(diǎn)A(?2,0),點(diǎn)B是圓F:(x?2)2?y2?36上的動(dòng)點(diǎn),線段AB的垂直平分線交BF于P,求動(dòng)點(diǎn)P的軌跡方程.【解析】因?yàn)辄c(diǎn)P在線段AB的垂直平分線上,所以|PA|?|PB|,又|BF|?|PF|?|PB|?6,PAoFx所以|PF|?|PA|?6,根據(jù)橢圓的定義,點(diǎn)P的軌跡是橢圓,焦點(diǎn)是A、F,2a?6,所以a?3,c?2,求得b2?5,2yx??1.所以點(diǎn)P的軌跡方程為952
五、學(xué)后反思:
第二篇:橢圓標(biāo)準(zhǔn)方程教學(xué)設(shè)計(jì)
橢圓標(biāo)準(zhǔn)方程推導(dǎo)教學(xué)設(shè)計(jì)
類比的思想學(xué):新舊知識(shí)的類比。
引入:自然界處處存在著橢圓,我們?nèi)绾斡米约旱碾p手精確的畫(huà)出橢圓呢?
回憶圓的畫(huà)法:一個(gè)釘子,一根繩子,釘子固定,繩子的一端系于釘子上,抓住繩子的另一端,固定繩子的長(zhǎng)度,繞釘子旋轉(zhuǎn)一圈就得到圓。
下面我們介紹橢圓的畫(huà)法:找兩個(gè)釘子和一根繩子,把兩個(gè)釘子固定,兩個(gè)釘子的距離小于繩子的長(zhǎng)度,把繩子的兩端分別系在兩個(gè)釘子上,繃緊繩子旋轉(zhuǎn)一周就得到橢圓。(以上是畫(huà)法上的對(duì)比)
回憶圓的定義:平面上到頂點(diǎn)的距離等于定長(zhǎng)的點(diǎn)的集合。
(根據(jù)剛才橢圓的畫(huà)法及類比圓的定義,歸納得出橢圓的定義。)橢圓的定義:平面上到兩個(gè)定點(diǎn)F1,F2的距離之和為定值(大于F1F2)的點(diǎn)的集合。
(以上是定義上的對(duì)比)
怎樣推導(dǎo)橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程呢?(類比圓的標(biāo)準(zhǔn)方程的推導(dǎo)步驟)求動(dòng)點(diǎn)方程的一般步驟:坐標(biāo)法
(1)建立適當(dāng)?shù)闹苯亲鴺?biāo)系,用有序?qū)崝?shù)對(duì)(x,y)表示曲線上任意一點(diǎn)M的坐標(biāo);(2)寫(xiě)出適合條件P(M);(3)用坐標(biāo)表示P(M),列數(shù)方程;(4)化方程為最簡(jiǎn)形式。
y?探討建立平面直角坐標(biāo)系的方案yyyF1OOO設(shè)P(x, y)是橢圓上任意一點(diǎn),yF2P(x , y)xF10F2yMMOF2橢圓的焦距|F1F2|=2c(c>0),則F1、F2的坐標(biāo)分別是(?c,0)、(c,0).xF1xxxOP與F1和F2的距離的和為固定值2a(2a>2c)由橢圓的定義得,限制條件:|PF1|?|PF2|?2a由于得方程|PF1|?(x?c)2?y2,|PF2|?(x?c)2?y2x方案一方案二原則:盡可能使方程的形式簡(jiǎn)單、運(yùn)算簡(jiǎn)單;(一般利用對(duì)稱軸或已有的互相垂直的線段所在的直線作為坐標(biāo)軸.)(對(duì)稱、“簡(jiǎn)潔”)(x?c)2?y2?(x?c)2?y2?2a(問(wèn)題:下面怎樣化簡(jiǎn)?)移項(xiàng),再平方(x?c)2?y2?4a2?4a(x?c)2?y2?(x?c)2?y2a2?cx?a兩邊再平方,得剛才我們得到了焦點(diǎn)在x軸上的橢圓方程,如何推導(dǎo)焦點(diǎn)在y軸上的橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程呢?由橢圓的定義得,限制條件:|PF1|?|PF2|?2a由于得方程|PF1|?x2?(y?c)2,|PF2|?x2?(y?c)2(x?c)2?y2a4?2a2cx?c2x2?a2x2?2a2cx?a2c2?a2y2整理得(a2?c2)x2?a2y2?a2(a2?c2)由橢圓定義可知2a?2c,即a?c,所以x2?(y?c)2?x2?(y?c)2?2aa2?c2?0,設(shè)a2?c2?b2(b?0),(問(wèn)題:下面怎樣化簡(jiǎn)?)b2x2?a2y2?a2b2兩邊除以a2b2得x2y2??1(a?b?0).a2b2橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程x2y2??1(a?b?0).a2b2焦點(diǎn)在x軸(x?c)2?y2?(x?c)2?y2?2a?再認(rèn)識(shí)!?橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程的特點(diǎn):YMMF1(-c,0)OF2(c,0)XOF1(0,-c)XYF2(0 , c)標(biāo)準(zhǔn)方程x2y2+=1 ?a>b>0?a2b2yPx2y2+=1 ?a>b>0?b2a2yF2Pxx2y2??1(a?b?0)a2b2y2x2??1(a?b?0)a2b2不同點(diǎn)圖形F1OF2xOF1焦點(diǎn)坐標(biāo)F1?-c , 0?,F(xiàn)2?c , 0?F1?0?,?-c?,F(xiàn)2?0?,?c?(1)橢圓標(biāo)準(zhǔn)方程的形式:左邊是兩個(gè)分式的平方和,右邊是1(2)橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程中三個(gè)參數(shù)a、b、c滿足a2=b2+c2。(3)由橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程可以求出三個(gè)參數(shù)a、b、c的值。(4)橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程中,x2與y2的分母哪一個(gè)大,則焦點(diǎn)在哪一個(gè)軸上。相同點(diǎn)定義a、b、c 的關(guān)系焦點(diǎn)位置的判斷平面內(nèi)到兩個(gè)定點(diǎn)F1,F(xiàn)2的距離的和等于常數(shù)(大于F1F2)的點(diǎn)的軌跡a2=b2+c2分母哪個(gè)大,焦點(diǎn)就在哪個(gè)軸上
第三篇:橢圓及其標(biāo)準(zhǔn)方程教案
橢圓及其標(biāo)準(zhǔn)方程教案
教學(xué)目標(biāo):
(一)知識(shí)目標(biāo):掌握橢圓的定義及其標(biāo)準(zhǔn)方程,能正確推導(dǎo)橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程,會(huì)由標(biāo)準(zhǔn)方程求出橢圓的交點(diǎn)和焦距;
(二)能力目標(biāo):通過(guò)對(duì)橢圓概念的引入和標(biāo)準(zhǔn)方程的推導(dǎo),培養(yǎng)學(xué)生分析、探索的能力,增強(qiáng)學(xué)生運(yùn)用代數(shù)法解決幾何問(wèn)題的能力;
(三)情感目標(biāo):激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的興趣、提高學(xué)生的審美情趣、培養(yǎng)學(xué)生勇于探索,敢于創(chuàng)新的精神。
教學(xué)重點(diǎn):橢圓的定義和橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程的推導(dǎo)。教學(xué)難點(diǎn):橢圓標(biāo)準(zhǔn)方程的推導(dǎo)。
教學(xué)方法:探究式教學(xué)法(教師通過(guò)問(wèn)題誘導(dǎo)→啟發(fā)討論→探索結(jié)果,引導(dǎo)學(xué)生直觀觀察→歸納抽象→總結(jié)規(guī)律,使學(xué)生在獲得知識(shí)的同時(shí),能夠掌握方法、提升能力。)
教具準(zhǔn)備:自制教具(圓柱體、細(xì)繩)。
教學(xué)過(guò)程:(一)啟發(fā)誘導(dǎo),推陳出新
1、復(fù)習(xí)舊知識(shí):拉直一根細(xì)線,一端固定,作一個(gè)圓,由此回憶圓的定義(到一點(diǎn)的距離等于定長(zhǎng)的點(diǎn)的軌跡),圓的標(biāo)準(zhǔn)方程;
2、提出新問(wèn)題:到兩點(diǎn)的距離等于定長(zhǎng)的點(diǎn)是什么軌跡呢? 嘗試作圖;
3、創(chuàng)設(shè)情境,引出課題:“橢圓及其標(biāo)準(zhǔn)方程”。(二)小組合作,形成概念
下面請(qǐng)同學(xué)們思考下面的問(wèn)題:
1、在作圖時(shí),視筆尖為動(dòng)點(diǎn),線的兩個(gè)固定的端點(diǎn)為定點(diǎn),動(dòng)點(diǎn)到兩定點(diǎn)距離之和符合什么條件?其軌跡如何?
2、改變兩端點(diǎn)之間的距離,使其與繩長(zhǎng)相等,畫(huà)出的圖形還是橢圓嗎?
3、當(dāng)繩長(zhǎng)小于兩圖釘之間的距離時(shí),還能畫(huà)出圖形嗎?
學(xué)生經(jīng)過(guò)動(dòng)手操作→獨(dú)立思考→小組討論→共同交流的探究過(guò)程,得出這樣三個(gè)結(jié)論:橢圓、線段、不存在。
歸納出橢圓的定義:平面內(nèi)到兩個(gè)定點(diǎn)F1、F2的距離之和等于定長(zhǎng)(大于F1F2)的點(diǎn)的軌跡叫做橢圓。這兩個(gè)定點(diǎn)叫做橢圓的焦點(diǎn),兩焦點(diǎn)的距離叫做橢圓的焦距。
(三)橢圓標(biāo)準(zhǔn)方程的推導(dǎo)
1、建立適當(dāng)坐標(biāo)系(讓學(xué)生根據(jù)自己的經(jīng)驗(yàn)來(lái)確定)
原則:盡可能使方程的形式簡(jiǎn)單、運(yùn)算簡(jiǎn)單;主要應(yīng)使曲線對(duì)于坐標(biāo)軸具有較多的對(duì)稱性。
2、標(biāo)準(zhǔn)方程推導(dǎo)過(guò)程如下:
①建立直角坐標(biāo)系:以直線F1F2為x軸,線段F1F2的垂直平分線為y軸,建
立如圖所示的坐標(biāo)系;
②確定點(diǎn)的坐標(biāo):設(shè)F1F2?2c,則F1??c,0?,F(xiàn)2?c,0?,設(shè)P?x,y?是橢圓上的任意一點(diǎn);
③設(shè)定長(zhǎng)為2a,由條件PF1?PF2?2a得
?x?c?2?y2??x?c?2?y2?2a;
x2y2④化簡(jiǎn):得到橢圓方程為2?2?1。
ab(通過(guò)學(xué)生自己動(dòng)手推導(dǎo)方程是學(xué)生構(gòu)建知識(shí)的一個(gè)過(guò)程。)
3、歸納方程特點(diǎn),鞏固上述知識(shí)。
4、延伸:①焦點(diǎn)在y軸上:F1?0,?c?,F(xiàn)2?0,c?
y2x2②方程:2?2?1
ab③a,b,c的關(guān)系:b2?a2?c2,a?b?0,a?c?0
(四)例題講解
例1:平面內(nèi)兩個(gè)定點(diǎn)的距離是8,寫(xiě)出到這兩個(gè)定點(diǎn)距離的和是10的動(dòng)點(diǎn)的軌跡方程。
解:這個(gè)軌跡是橢圓,兩個(gè)定點(diǎn)是焦點(diǎn),用F1、F2表示。
取過(guò)點(diǎn)F1和F2的直線為x軸,線段F1F2的垂直平分線為y軸。?2a?10,2c?8
?a?5,c?4,b2?a2?c2?52?42?9,即b?3
x2y2x2y2?這個(gè)橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程是2?2?1,即??1
25953(例1是鞏固橢圓的定義及標(biāo)準(zhǔn)方程)
x2y2x2y2??1與橢圓c2:??1的焦點(diǎn)。
例2:分別求橢圓c1:433解:?4?3
?橢圓c1的焦點(diǎn)在x軸上,橢圓c2的焦點(diǎn)在y 軸上
a2?4,b2?3,c?a2?b2?1
??1,?橢圓c1的兩個(gè)焦點(diǎn)分別是0?和?1,0? ?0,是?1?和?0,1?。
橢圓c2的兩個(gè)焦點(diǎn)分別(例2會(huì)由橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程求出橢圓的焦點(diǎn)坐標(biāo)和焦距)
(五)課堂練習(xí)
課本P61 A 1(2)(3)2(3)(4)(五)課堂小結(jié)
1、橢圓定義
2、焦點(diǎn)分別在x軸和y軸上的橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程(結(jié)合圖形,表述焦點(diǎn)坐標(biāo),焦距,系數(shù)的關(guān)系等)
3、考慮一下將橢圓平移到坐標(biāo)軸任意位置時(shí)的坐標(biāo),留給同學(xué)們課后思考
4、布置作業(yè):課本P61 A 1(1)(4)2(1)(2)
第四篇:橢圓及其標(biāo)準(zhǔn)方程教案
橢圓及其標(biāo)準(zhǔn)方程教案
湖北鄖陽(yáng)中學(xué)
梁學(xué)文
教學(xué)目標(biāo):
使學(xué)生理解橢圓的定義,掌握橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程及標(biāo)準(zhǔn)方程的推導(dǎo)過(guò)程
培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用坐標(biāo)解決集合問(wèn)題的能力
培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)規(guī)律、尋求規(guī)律、認(rèn)識(shí)規(guī)律和用規(guī)律解決問(wèn)題的能力 教學(xué)重點(diǎn):
橢圓的定義及標(biāo)準(zhǔn)方程的推導(dǎo) 教學(xué)難點(diǎn):
橢圓定義的理解 教學(xué)方法;探索法 教具準(zhǔn)備:
細(xì)繩一根 教學(xué)過(guò)程:
課前引入部分:
一、明確教學(xué)目標(biāo):告訴大家開(kāi)始新的章節(jié):圓錐曲線,思考:為什么這三類曲線叫做圓錐曲線?
二、教具演示:在黑板用細(xì)繩演示到定點(diǎn)距離和等于定長(zhǎng)的點(diǎn)的軌跡,請(qǐng)同學(xué)幫忙。分三類:繩長(zhǎng)小于兩點(diǎn)距;等于;大于。
三、探索總結(jié):師生共同歸納得到:繩長(zhǎng)等于點(diǎn)距,得到線段;繩長(zhǎng)大于點(diǎn)距,得到橢圓;繩長(zhǎng)小于點(diǎn)距,不能得到圖形。
定義及方程推導(dǎo):
一、定義引導(dǎo):
平面內(nèi)到兩定點(diǎn)F1、F2的距離之和等于常數(shù)(大于|F1F2|)的點(diǎn)的軌跡叫做橢圓.這兩個(gè)定點(diǎn)叫做橢圓的焦點(diǎn),兩焦點(diǎn)的距離叫做焦距.
學(xué)生開(kāi)始只強(qiáng)調(diào)主要幾何特征——到兩定點(diǎn)F1、F2的距離之和等于常數(shù)、教師在演示中要從兩個(gè)方面加以強(qiáng)調(diào):
(1)將穿有粉筆的細(xì)線拉到圖板平面外,得到的不是橢圓,而是橢球形,使學(xué)生認(rèn)識(shí)到需加限制條件:“在平面內(nèi)”.
(2)這里的常數(shù)有什么限制嗎?教師邊演示邊提示學(xué)生注意:若常數(shù)=|F1F2|,則是線段F1F2;若常數(shù)<|F1F2|,則軌跡不存在;若要軌跡是橢圓,還必須加上限制條件:“此常數(shù)大于|F1F2|”.即兩定點(diǎn)的距離。
二、方程推導(dǎo) 1.標(biāo)準(zhǔn)方程的推導(dǎo)
由橢圓的定義,可以知道它的基本幾何特征,但對(duì)橢圓還具有哪些性質(zhì),我們還一無(wú)所知,所以需要用坐標(biāo)法先建立橢圓的方程.
如何建立橢圓的方程?根據(jù)求曲線方程的一般步驟,可分:(1)建系設(shè)點(diǎn);(2)點(diǎn)的集合;(3)代數(shù)方程;(4)化簡(jiǎn)方程等步驟.
(1)建系設(shè)點(diǎn)
建立坐標(biāo)系應(yīng)遵循簡(jiǎn)單和優(yōu)化的原則,如使關(guān)鍵點(diǎn)的坐標(biāo)、關(guān)鍵幾何量(距離、直線斜率等)的表達(dá)式簡(jiǎn)單化,注意充分利用圖形的對(duì)稱性,使學(xué)生認(rèn)識(shí)到下列選取方法是恰當(dāng)?shù)模?/p>
以兩定點(diǎn)F1、F2的直線為x軸,線段F1F2的垂直平分線為y軸,建立直角坐標(biāo)系(如圖2-14).設(shè)|F1F2|=2c(c>0),M(x,y)為橢圓上任意一點(diǎn),則有F1(-1,0),F(xiàn)2(c,0).
(2)點(diǎn)的集合
由定義不難得出橢圓集合為: P={M||MF1|+|MF2|=2a}.(3)代數(shù)方程
(4)化簡(jiǎn)方程 化簡(jiǎn)方程可請(qǐng)一個(gè)反映比較快、書(shū)寫(xiě)比較規(guī)范的同學(xué)板演,其余同學(xué)在下面完成,教師巡視,適當(dāng)給予提示:
①原方程要移項(xiàng)平方,否則化簡(jiǎn)相當(dāng)復(fù)雜;注意兩次平方的理由詳見(jiàn)問(wèn)題3說(shuō)明.整理后,再平方得(a2-c2)x2+a2y2=a2(a2-c2)②為使方程對(duì)稱和諧而引入b,同時(shí)b還有幾何意義,下節(jié)課還要
(a>b>0).
關(guān)于證明所得的方程是橢圓方程,因教材中對(duì)此要求不高,可從略.
示的橢圓的焦點(diǎn)在x軸上,焦點(diǎn)是F1(-c,0)、F2(c,0).這里c2=a2-b2. 2.兩種標(biāo)準(zhǔn)方程的比較(引導(dǎo)學(xué)生歸納)
0)、F2(c,0),這里c2=a2-b2;
-c)、F2(0,c),這里c2=a2+b2,只須將(1)方程的x、y互換即可得到. 教師指出:在兩種標(biāo)準(zhǔn)方程中,∵a2>b2,∴可以根據(jù)分母的大小來(lái)判定焦點(diǎn)在哪一個(gè)坐標(biāo)軸上.
(三)例題與練習(xí)
例題
平面內(nèi)兩定點(diǎn)的距離是8,寫(xiě)出到這兩定點(diǎn)的距離的和是10的點(diǎn)的軌跡的方程.
分析:先根據(jù)題意判斷軌跡,再建立直角坐標(biāo)系,采用待定系數(shù)法得出軌跡方程. 解:這個(gè)軌跡是一個(gè)橢圓,兩個(gè)定點(diǎn)是焦點(diǎn),用F1、F2表示.取過(guò)點(diǎn)F1和F2的直線為x軸,線段F1F2的垂直平分線為y軸,建立直角坐標(biāo)系.
∵2a=10,2c=8.
∴a=5,c=4,b2=a2-c2=52-45=9.∴b=3 因此,這個(gè)橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程是
請(qǐng)大家再想一想,焦點(diǎn)F1、F2放在y軸上,線段F1F2的垂直平分
練習(xí)1 寫(xiě)出適合下列條件的橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程:
練習(xí)2 下列各組兩個(gè)橢圓中,其焦點(diǎn)相同的是
[
]
由學(xué)生口答,答案為D.(四)小結(jié) 1.定義:橢圓是平面內(nèi)與兩定點(diǎn)F1、F2的距離的和等于常數(shù)(大于|F1F2|)的點(diǎn)的軌跡.
3.圖形如圖2-
15、2-16.
4.焦點(diǎn):F1(-c,0),F(xiàn)2(c,0).F1(0,-c),F(xiàn)2(0,c).
五、布置作業(yè)
課后習(xí)題
第五篇:橢圓及其標(biāo)準(zhǔn)方程 教案.doc
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教學(xué)目標(biāo)
1.掌握橢圓的定義,掌握橢圓標(biāo)準(zhǔn)方程的兩種形式及其推導(dǎo)過(guò)程;
2.能根據(jù)條件確定橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程,掌握運(yùn)用待定系數(shù)法求橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程;
3.通過(guò)對(duì)橢圓概念的引入教學(xué),培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力和探索能力;
4.通過(guò)橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程的推導(dǎo),使學(xué)生進(jìn)一步掌握求曲線方程的一般方法,并滲透數(shù)形結(jié)合和等價(jià)轉(zhuǎn)化的思想方法,提高運(yùn)用坐標(biāo)法解決幾何問(wèn)題的能力;
5.通過(guò)讓學(xué)生大膽探索橢圓的定義和標(biāo)準(zhǔn)方程,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的積極性,培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和創(chuàng)新意識(shí).
教學(xué)建議 教材分析 1. 知識(shí)結(jié)構(gòu)
2.重點(diǎn)難點(diǎn)分析
重點(diǎn)是橢圓的定義及橢圓標(biāo)準(zhǔn)方程的兩種形式.難點(diǎn)是橢圓標(biāo)準(zhǔn)方程的建立和推導(dǎo).關(guān)鍵是掌握建立坐標(biāo)系與根式化簡(jiǎn)的方法.
橢圓及其標(biāo)準(zhǔn)方程這一節(jié)教材整體來(lái)看是兩大塊內(nèi)容:一是橢圓的定義;二是橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程.橢圓是圓錐曲線這一章所要研究的三種圓錐曲線中首先遇到的,所以教材把對(duì)橢圓的研究放在了重點(diǎn),在雙曲線和拋物線的教學(xué)中鞏固和應(yīng)用.先講橢圓也與第七章的圓的方程銜接自然.學(xué)好橢圓對(duì)于學(xué)生學(xué)好圓錐曲線是非常重要的.
(1)對(duì)于橢圓的定義的理解,要抓住橢圓上的點(diǎn)所要滿足的條件,即橢圓上點(diǎn)的幾何性質(zhì),可以對(duì)比圓的定義來(lái)理解.
另外要注意到定義中對(duì)“常數(shù)”的限定即常數(shù)要大于 現(xiàn)兩種特殊情況,即:“當(dāng)常數(shù)等于
.這樣規(guī)定是為了避免出
時(shí)無(wú)軌
時(shí)軌跡是一條線段;當(dāng)常數(shù)小于
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跡”.這樣有利于集中精力進(jìn)一步研究橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程和幾何性質(zhì).但講解橢圓的定義時(shí)注意不要忽略這兩種特殊情況,以保證對(duì)橢圓定義的準(zhǔn)確性.
(2)根據(jù)橢圓的定義求標(biāo)準(zhǔn)方程,應(yīng)注意下面幾點(diǎn):
①曲線的方程依賴于坐標(biāo)系,建立適當(dāng)?shù)淖鴺?biāo)系,是求曲線方程首先應(yīng)該注意的地方.應(yīng)讓學(xué)生觀察橢圓的圖形或根據(jù)橢圓的定義進(jìn)行推理,發(fā)現(xiàn)橢圓有兩條互相垂直的對(duì)稱軸,以這兩條對(duì)稱軸作為坐標(biāo)系的兩軸,不但可以使方程的推導(dǎo)過(guò)程變得簡(jiǎn)單,而且也可以使最終得出的方程形式整齊和簡(jiǎn)潔.
②設(shè)橢圓的焦距為,橢圓上任一點(diǎn)到兩個(gè)焦點(diǎn)的距離為,令,這些措施,都是為了簡(jiǎn)化推導(dǎo)過(guò)程和最后得到的方程形式整齊、簡(jiǎn)潔,要讓學(xué)生認(rèn)真領(lǐng)會(huì).
③在方程的推導(dǎo)過(guò)程中遇到了無(wú)理方程的化簡(jiǎn),這既是我們今后在求軌跡方程時(shí)經(jīng)常遇到的問(wèn)題,又是學(xué)生的難點(diǎn).要注意說(shuō)明這類方程的化簡(jiǎn)方法:①方程中只有一個(gè)根式時(shí),需將它單獨(dú)留在方程的一側(cè),把其他項(xiàng)移至另一側(cè);②方程中有兩個(gè)根式時(shí),需將它們分別放在方程的兩側(cè),并使其中一側(cè)只有一項(xiàng).
④教科書(shū)上對(duì)橢圓標(biāo)準(zhǔn)方程的推導(dǎo),實(shí)際上只給出了“橢圓上點(diǎn)的坐標(biāo)都適合方程
“而沒(méi)有證明,”方程 的解為坐標(biāo)的點(diǎn)都在橢圓上”.這實(shí)際上是方程的同解變形問(wèn)題,難度較大,對(duì)同學(xué)們不作要求.
(3)兩種標(biāo)準(zhǔn)方程的橢圓異同點(diǎn)
中心在原點(diǎn)、焦點(diǎn)分別在 軸上,軸上的橢圓標(biāo)準(zhǔn)方程分別為:,.它們的相同點(diǎn)是:形狀相同、大小相同,都有,.不同點(diǎn)是:兩種橢圓相對(duì)于坐標(biāo)系的位置不同,它們的焦點(diǎn)坐標(biāo)也不同.
橢圓的焦點(diǎn)在 軸上 標(biāo)準(zhǔn)方程中 項(xiàng)的分母較大;
橢圓的焦點(diǎn)在 軸上 標(biāo)準(zhǔn)方程中 項(xiàng)的分母較大.
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另外,形如 中,只要,同號(hào),就是橢圓方程,它可以化為
.
(4)教科書(shū)上通過(guò)例3介紹了另一種求軌跡方程的常用方法——中間變量法.例3有三個(gè)作用:第一是教給學(xué)生利用中間變量求點(diǎn)的軌跡的方法;第二是向?qū)W生說(shuō)明,如果求得的點(diǎn)的軌跡的方程形式與橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程相同,那么這個(gè)軌跡是橢圓;第三是使學(xué)生知道,一個(gè)圓按某一個(gè)方向作伸縮變換可以得到橢圓. 教法建議
(1)使學(xué)生了解圓錐曲線在生產(chǎn)和科學(xué)技術(shù)中的應(yīng)用,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣.
為激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)圓錐曲線的興趣,體會(huì)圓錐曲線知識(shí)在實(shí)際生活中的作用,可由實(shí)際問(wèn)題引入,從中提出圓錐曲線要研究的問(wèn)題,使學(xué)生對(duì)所要研究的內(nèi)容心中有數(shù),如書(shū)中所給的例子,還可以啟發(fā)學(xué)生尋找身邊與圓錐曲線有關(guān)的例子。
例如,我們生活的地球每時(shí)每刻都在環(huán)繞太陽(yáng)的軌道——橢圓上運(yùn)行,太陽(yáng)系的其他行星也如此,太陽(yáng)則位于橢圓的一個(gè)焦點(diǎn)上.如果這些行星運(yùn)動(dòng)的速度增大到某種程度,它們就會(huì)沿拋物線或雙曲線運(yùn)行.人類發(fā)射人造地球衛(wèi)星或人造行星就要遵循這個(gè)原理.相對(duì)于一個(gè)物體,按萬(wàn)有引力定律受它吸引的另一個(gè)物體的運(yùn)動(dòng),不可能有任何其他的軌道.因而,圓錐曲線在這種意義上講,它構(gòu)成了我們宇宙的基本形式,另外,工廠通氣塔的外形線、探照燈反光鏡的軸截面曲線,都和圓錐曲線有關(guān),圓錐曲線在實(shí)際生活中的價(jià)值是很高的.
(2)安排學(xué)生課下切割圓錐形的事物,使學(xué)生了解圓錐曲線名稱的來(lái)歷
為了讓學(xué)生了解圓錐曲線名稱的來(lái)歷,但為了節(jié)約課堂時(shí)間,教學(xué)時(shí)應(yīng)安排讓學(xué)生課后親自動(dòng)手切割圓錐形的蘿卜、膠泥等,以加深對(duì)圓錐曲線的認(rèn)識(shí).
(3)對(duì)橢圓的定義的引入,要注意借助于直觀、形象的模型或教具,讓學(xué)生從感性認(rèn)識(shí)入手,逐步上升到理性認(rèn)識(shí),形成正確的概念。
教師可從太陽(yáng)、地球、人造地球衛(wèi)星的運(yùn)行軌道,談到圓蘿卜的切片、陽(yáng)光下圓盤(pán)在地面上的影子等等,讓學(xué)生先對(duì)橢圓有一個(gè)直觀的了解。
教師可事先準(zhǔn)備好一根細(xì)線及兩根釘子,在給出橢圓在數(shù)學(xué)上的嚴(yán)格定義之前,教師先在黑板上取兩個(gè)定點(diǎn)(兩定點(diǎn)之間的距離小于細(xì)線的長(zhǎng)度),再讓兩名學(xué)生按教師的要求在以上資料均從網(wǎng)絡(luò)收集而來(lái)
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黑板上畫(huà)一個(gè)橢圓。畫(huà)好后,教師再在黑板上取兩個(gè)定點(diǎn)(兩定點(diǎn)之間的距離大于細(xì)線的長(zhǎng)度),然后再請(qǐng)剛才兩名學(xué)生按同樣的要求作圖。學(xué)生通過(guò)觀察兩次作圖的過(guò)程,總結(jié)出經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn),教師因勢(shì)利導(dǎo),讓學(xué)生自己得出橢圓的嚴(yán)格的定義。這樣,學(xué)生對(duì)這一定義就會(huì)有深刻的了解。
(4)將提出的問(wèn)題分解為若干個(gè)子問(wèn)題,借助多媒體課件來(lái)體現(xiàn)橢圓的定義的實(shí)質(zhì)
在教學(xué)時(shí),可以設(shè)置幾個(gè)問(wèn)題,讓學(xué)生動(dòng)手動(dòng)腦,獨(dú)立思考,自主探索,使學(xué)生根據(jù)提出的問(wèn)題,利用多媒體,通過(guò)觀察、實(shí)驗(yàn)、分析去尋找解決問(wèn)題的途徑。在橢圓的定義的教學(xué)過(guò)程中,可以提出“到兩定點(diǎn)的距離的和為定值的點(diǎn)的軌跡一定是橢圓嗎”,讓學(xué)生通過(guò)課件演示“改變焦距或定值”,觀察軌跡的形狀,從而挖掘出定義的內(nèi)涵,這樣就使得學(xué)生對(duì)橢圓的定義留下了深刻的印象。
(5)注意橢圓的定義與橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程的聯(lián)系
在講解橢圓的定義時(shí),就要啟發(fā)學(xué)生注意橢圓的圖形特征,一般學(xué)生比較容易發(fā)現(xiàn)橢圓的對(duì)稱性,這樣在建立坐標(biāo)系時(shí),學(xué)生就比較容易選擇適當(dāng)?shù)淖鴺?biāo)系了,即使焦點(diǎn)在坐標(biāo)軸上,對(duì)稱中心是原點(diǎn)(此時(shí)不要過(guò)多的研究幾何性質(zhì)).雖然這時(shí)學(xué)生并不一定能說(shuō)明白為什么這樣選擇坐標(biāo)系,但在有了一定感性認(rèn)識(shí)的基礎(chǔ)上再講解選擇適當(dāng)坐標(biāo)系的一般原則,學(xué)生就較為容易接受,也向?qū)W生逐步滲透了坐標(biāo)法.
(6)推導(dǎo)橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程時(shí)教師要注意化解難點(diǎn),適時(shí)地補(bǔ)充根式化簡(jiǎn)的方法.
推導(dǎo)橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程時(shí),由于列出的方程為兩個(gè)跟式的和等于一個(gè)非零常數(shù),化簡(jiǎn)時(shí)要進(jìn)行兩次平方,方程中字母超過(guò)三個(gè),且次數(shù)高、項(xiàng)數(shù)多,教學(xué)時(shí)要注意化解難點(diǎn),盡量不要把跟式化簡(jiǎn)的困難影響學(xué)生對(duì)橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程的推導(dǎo)過(guò)程的整體認(rèn)識(shí).通過(guò)具體的例子使學(xué)生循序漸進(jìn)的解決帶跟式的方程的化簡(jiǎn),即:(1)方程中只有一個(gè)跟式時(shí),需將它單獨(dú)留在方程的一邊,把其他各項(xiàng)移至另一邊;(2)方程中有兩個(gè)跟式時(shí),需將它們放在方程的兩邊,并使其中一邊只有一項(xiàng).(為了避免二次平方運(yùn)算)
(7)講解了焦點(diǎn)在x軸上的橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程后,教師要啟發(fā)學(xué)生自己研究焦點(diǎn)在y軸上的標(biāo)準(zhǔn)方程,然后鼓勵(lì)學(xué)生探索橢圓的兩種標(biāo)準(zhǔn)方程的異同點(diǎn),加深對(duì)橢圓的認(rèn)識(shí).
(8)在學(xué)習(xí)新知識(shí)的基礎(chǔ)上要鞏固舊知識(shí)
橢圓也是一種曲線,所以第七章所講的曲線和方程的知識(shí)仍然使用,在推導(dǎo)橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程中要注意進(jìn)一步鞏固曲線和方程的概念.對(duì)于教材上在推出橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程后,并沒(méi)有證明所求得的方程確是橢圓的方程,要注意向?qū)W生說(shuō)明并不與前面所講的曲線和方程的概念矛盾,而是由于橢圓方程的化簡(jiǎn)過(guò)程是等價(jià)變形,而證明過(guò)程較繁,所以教材沒(méi)有要求也沒(méi)
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有給出證明過(guò)程,但學(xué)生要注意并不是以后都不需要證明,注意只有方程的化簡(jiǎn)是等價(jià)變形的才可以不用證明,而實(shí)際上學(xué)生在遇到一些具體的題目時(shí),還需要具體問(wèn)題具體分析.
(9)要突出教師的主導(dǎo)作用,又要強(qiáng)調(diào)學(xué)生的主體作用,課上盡量讓全體學(xué)生參與討論,由基礎(chǔ)較差的學(xué)生提出猜想,由基礎(chǔ)較好的學(xué)生幫助證明,培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)結(jié)協(xié)作的團(tuán)隊(duì)精神。
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