第一篇:例析直線與圓錐曲線的綜合應(yīng)用
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例析直線與圓錐曲線的綜合應(yīng)用
作者:管永建
來(lái)源:《高考進(jìn)行時(shí)·高三數(shù)學(xué)》2013年第02期
直線與圓錐曲線的知識(shí)在直線與圓關(guān)系的基礎(chǔ)上展開(kāi),是高考中的重點(diǎn),也是學(xué)習(xí)中的難點(diǎn)。這部分內(nèi)容既有幾何關(guān)系的表述,又有代數(shù)關(guān)系的轉(zhuǎn)化,推理運(yùn)算的要求較高,需從解析幾何基本思想的高度去透徹理解概念以靈活運(yùn)用其中蘊(yùn)藏的各類知識(shí),提高綜合解決問(wèn)題的能力。
例題 在平面直角坐標(biāo)系xOy中,橢圓C的中心是坐標(biāo)原點(diǎn)O,以直線l:x=-4為準(zhǔn)線,離心率為22.(1)求橢圓C的標(biāo)準(zhǔn)方程;
(2)若M是直線l上任意一點(diǎn),以O(shè)M為直徑的圓D與圓O:x2+y2=8相交于A、B兩點(diǎn),求證:直線AB必過(guò)定點(diǎn)E,并求出點(diǎn)E的坐標(biāo);
(3)若點(diǎn)M的縱坐標(biāo)大于0,直線AB與橢圓C交于P、Q兩點(diǎn),點(diǎn)P在x軸上方,且EP=3QE,求此時(shí)弦AB的長(zhǎng).分析 直線和曲線相交將幾何關(guān)系轉(zhuǎn)化為二次方程來(lái)討論,這是解析幾何的基本思想。由于定點(diǎn)是橢圓的焦點(diǎn),故可聯(lián)系橢圓的定義及三角形相似等知識(shí),數(shù)形結(jié)合是靈活解決問(wèn)題的關(guān)鍵。
第二篇:直線與圓錐曲線練習(xí)2
直線與圓錐曲線練習(xí)
一、選擇題
1.過(guò)點(diǎn)P(0,2)與拋物線y2=2x只有一個(gè)公共點(diǎn)的直線有().
A.0條B.1條C.2條D.3條
xy2.已知點(diǎn)F1,F(xiàn)2-1(a>0,b>0)的左、右焦點(diǎn),過(guò)F1且垂直于x軸的ab直線與雙曲線交于A,B兩點(diǎn),若△ABF2為正三角形,則該雙曲線的離心率是().
A.2B.C.3D.3
3.(2010·遼寧)設(shè)拋物線y=8x的焦點(diǎn)為F,準(zhǔn)線為l,P為拋物線上一點(diǎn),PA⊥l,A為垂足.如果直線AF的斜率為-,那么|PF|=().
A.4 B.8C.8 D.16
14.已知拋物線C的方程為x2,過(guò)點(diǎn)A(0,-1)和點(diǎn)B(t,3)的直線與拋物線C沒(méi)有公共點(diǎn),2
則實(shí)數(shù)t的取值范圍是().
A.(-∞,-1)∪(1,+∞)B.-∞,-?222?2??? ∪,+∞?2??2C.(-∞,-2∪(2,+∞)D.(2)∪(,+∞)
5.(2011·杭州模擬)過(guò)點(diǎn)M(-2,0)的直線l與橢圓x+2y=2交于P1,P2,線段P1P2的中點(diǎn)為P.設(shè)直線l的斜率為k1(k1≠0),直線OP的斜率為k2,則k1k2等于().
11A.- B.-2C.D.2 22
二、填空題
6.已知以原點(diǎn)為頂點(diǎn)的拋物線C,焦點(diǎn)在x軸上,直線x-y=0與拋物線C交于A,B的兩點(diǎn).若P(2,2)為AB 中點(diǎn),則拋物線C的方程為_(kāi)_______.
x227.(2011·中山模擬)設(shè)F1,F(xiàn)2為橢圓y=1的左、右焦點(diǎn),過(guò)橢圓中心任作一直線與橢圓4
→→
交于P,Q兩點(diǎn),當(dāng)四邊形PF1QF2面積最大時(shí),PF1·PF2的值等于________.
8.(2011·浙江金華十校模擬)斜率為的直線l過(guò)拋物線y2=4x的焦點(diǎn)且與該拋物線交于A,B的兩點(diǎn),則|AB|=________.三、解答題
9.在直角坐標(biāo)系xOy上取兩個(gè)定點(diǎn)A1(-2,0),A2(2,0),再取兩個(gè)動(dòng)點(diǎn)N1(0,m),N2(0,n),且mn=3.求直線A1N1與A2N2交點(diǎn)的軌跡M的方程;
第三篇:數(shù)學(xué)直線與圓錐曲線教學(xué)反思
數(shù)學(xué)直線與圓錐曲線教學(xué)反思
本節(jié)課是平面解析幾何的核心內(nèi)容之一。在此之前,學(xué)生已學(xué)習(xí)了直線的基本知識(shí),圓錐曲線的定義、標(biāo)準(zhǔn)方程和簡(jiǎn)單的幾何性質(zhì),這為本節(jié)復(fù)習(xí)課起著鋪墊作用。本節(jié)內(nèi)容是《直線與圓錐曲線的位置關(guān)系》復(fù)習(xí)的第一節(jié)課,著重是教會(huì)學(xué)生如何判斷直線與圓錐曲線的位置關(guān)系,體會(huì)運(yùn)用方程思想、數(shù)形結(jié)合、分類討論、類比歸納等數(shù)學(xué)思想方法,優(yōu)化學(xué)生的解題思維,提高學(xué)生解題能力。這為后面解決直線與圓錐曲線的綜合問(wèn)題打下良好的基礎(chǔ)。這節(jié)復(fù)習(xí)課還是培養(yǎng)學(xué)生數(shù)學(xué)能力的良好題材,所以說(shuō)是解析幾何的核心內(nèi)容之一。
數(shù)學(xué)思想方法分析:作為一名數(shù)學(xué)老師,不僅要傳授給學(xué)生數(shù)學(xué)知識(shí),更重要的是傳授給學(xué)生數(shù)學(xué)思想、數(shù)學(xué)意識(shí)。因此本節(jié)課在教學(xué)中力圖讓學(xué)生動(dòng)手操作,自主探究、發(fā)現(xiàn)共性、類比歸納、總結(jié)解題規(guī)律。
根據(jù)上述教材結(jié)構(gòu)與內(nèi)容分析,考慮到學(xué)生已有的認(rèn)知心理特征,制定如下教學(xué)目標(biāo):
1、知識(shí)目標(biāo):鞏固直線與圓錐曲線的基本知識(shí)和性質(zhì);掌握直線與圓錐曲線位置關(guān)系的判斷方法,并會(huì)求參數(shù)的值或范圍。
2、能力目標(biāo):樹(shù)立通過(guò)坐標(biāo)法用方程思想解決問(wèn)題的觀念,培養(yǎng)學(xué)生直觀、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)乃季S品質(zhì);靈活運(yùn)用數(shù)形結(jié)合、分類討論、類比歸納等各種數(shù)學(xué)思想方法,優(yōu)化解題思維,提高解題能力。
3、情感目標(biāo):讓學(xué)生感悟數(shù)學(xué)的統(tǒng)一美、和諧美,端正學(xué)生的科學(xué)態(tài)度,進(jìn)一步激發(fā)學(xué)生自主探究的精神。
本著課程標(biāo)準(zhǔn),在吃透教材基礎(chǔ)上,我覺(jué)得這節(jié)課是解決直線與圓錐曲線綜合問(wèn)題的基礎(chǔ)。對(duì)解決綜合問(wèn)題,我覺(jué)得只有先定性分析畫(huà)出圖形并觀察圖形,以形助數(shù),才能定量分析解決綜合問(wèn)題。如:解決圓錐曲線中常見(jiàn)的弦長(zhǎng)問(wèn)題、中點(diǎn)問(wèn)題、對(duì)稱問(wèn)題等。
我設(shè)計(jì)了:(1)提出問(wèn)題——引入課題(2)例題精析——感悟解題規(guī)律(3)課堂練習(xí)——鞏固方法(4)小結(jié)歸納——提高認(rèn)識(shí),四個(gè)層次的學(xué)法,它們環(huán)環(huán)相扣,層層深入,從而順利完成教學(xué)目標(biāo)。
接下來(lái),我再具體談?wù)勥@堂課的教學(xué)過(guò)程:
(一)提出問(wèn)題
課前我預(yù)先讓學(xué)生先動(dòng)手解決兩個(gè)學(xué)生熟知的問(wèn)題:直線與圓、直線與橢圓有兩個(gè)公共點(diǎn)的問(wèn)題。讓學(xué)生自己歸納解決的方法。對(duì)直線與圓既可以用幾何法也可以用代數(shù)法,而直線與橢圓只能用代數(shù)法。通過(guò)問(wèn)題的設(shè)置一方面鞏固舊知,又總結(jié)歸納新知:直線與圓與橢圓公共點(diǎn)的個(gè)數(shù)等于方程組的解的個(gè)數(shù)。
(二)例題精析
接著引導(dǎo)學(xué)生自然過(guò)渡到直線與拋物線、直線與雙曲線的位置關(guān)系的判斷。對(duì)于例1,師生共同完成,特別關(guān)注兩次分類討論,一次設(shè)直線方程時(shí)對(duì)斜率存在與否進(jìn)行討論,另一次消去一個(gè)變量y后得到一個(gè)方程,是否為二次方程進(jìn)行再次分類討論,求出三條直線方程后,引導(dǎo)學(xué)生在圖形中畫(huà)出。引導(dǎo)學(xué)生從數(shù)和形兩方面加以類比分析。再對(duì)題目進(jìn)行變式,使學(xué)生感悟直線與拋物線的公共點(diǎn)個(gè)數(shù)問(wèn)題??赏ㄟ^(guò)圖形進(jìn)行定性分析,但易出錯(cuò),可通過(guò)定量分析進(jìn)行論證。對(duì)于例2,由學(xué)生板演,學(xué)生自主探究,師生共同歸納。
(三)課堂練習(xí)——鞏固方法
(四)類比歸納——提高認(rèn)識(shí)
由學(xué)生總結(jié)本節(jié)課所學(xué)習(xí)的主要內(nèi)容,以及收獲,通過(guò)數(shù)學(xué)思想方法的小結(jié),使學(xué)生更深刻地了解數(shù)學(xué)思想方法在解題中的地位和作用,并且逐漸培養(yǎng)學(xué)生的良好個(gè)性品質(zhì)。
第四篇:圓錐曲線與直線相切的條件教案
圓錐曲線與直線相切的條件教案
教學(xué)目的(1)掌握?qǐng)A錐曲線與直線相切的條件及圓錐曲線切線的定義;
(2)使學(xué)生會(huì)用初等數(shù)學(xué)方法求圓錐曲線的切線;
(3)應(yīng)用相切的公式解題,從而培養(yǎng)學(xué)生綜合應(yīng)用能力.
教學(xué)過(guò)程
一、問(wèn)題提出
1.有心的二次曲線包括哪些?無(wú)心的二次曲線包括哪些?
(答:有心的二次曲線是圓、橢圓及雙曲線;無(wú)心的二次曲線是拋物線.)
(由教師啟發(fā)下,讓學(xué)生共同討論.)
(1)當(dāng)α>0,β>0且α=β時(shí),方程表示為圓;
(2)當(dāng)α>0,β>0且α≠β時(shí),方程表示為橢圓;
(3)當(dāng)α、β為異號(hào)時(shí),方程表示為雙曲線.
因此,這個(gè)方程可以統(tǒng)一表示有心的二次曲線.
3.圓錐曲線與直線的相切的條件是什么?
設(shè)直線l′與圓錐曲線相交于P、Q兩點(diǎn)(圖1),將直線l′繞點(diǎn)P旋轉(zhuǎn),使點(diǎn)Q逐漸靠近點(diǎn)P,當(dāng)l′轉(zhuǎn)到直線l的位置時(shí),點(diǎn)Q與點(diǎn)P重合,這時(shí),直線l叫做圓錐曲線在點(diǎn)P的切線.也就是圓錐曲線與直線l相切.根據(jù)這個(gè)定義,于是圓錐曲線方程
f(x,y)=0
與直線方程
y=kx+m
組成的方程組應(yīng)有兩個(gè)相同的實(shí)數(shù)解.實(shí)系數(shù)一元二次方程有兩個(gè)相同的實(shí)數(shù)解的充要條件是判別式Δ=0,根據(jù)條件轉(zhuǎn)化為求Δ=0.
(啟發(fā)學(xué)生回答,由教師歸納,然后板書(shū)課題.)
今天我們要研究“圓錐曲線與直線相切的條件”.
二、講述新課
根據(jù)上面分析,得
由②代入①,化簡(jiǎn)、整理得(αk2+β)x2+2αkmβ+α(m2-β)=0.③
當(dāng)αk+β≠0時(shí)(二次項(xiàng)系數(shù)),Δ=4αkm-4α(αk+β)(m-β)
=4α2k2m2-4α2k2m2+4α2k2β-4αβm2+4αβ2
=4αβ(αk2+β-m2).
(啟發(fā)學(xué)生討論.)
由于α、β均不為零,因此當(dāng)Δ=0時(shí)可知有心二次曲線與直線y=kx+m相切的充要條件為
m2=αk2+β,(αk2+β≠0)④
這里αk2+β恰是方程③的二次項(xiàng)系數(shù).
(引導(dǎo)學(xué)生對(duì)結(jié)論④,在圓、橢圓、雙曲線各種情況下變化規(guī)律進(jìn)行討論,教師邊歸納,邊板書(shū).)
(1)對(duì)于圓x2+y2=γ2,可寫(xiě)成
222
222
即有α=β=γ2,于是相切條件為m2=γ2(k2+1).
(2)對(duì)于橢圓(焦點(diǎn)在x軸上)
即有α=a,β=b,于是相切條件為m=ak+b.
(3)對(duì)于橢圓(焦點(diǎn)在y軸上)
即有α=b2,β=a2,于是相切條件為m2=b2k2+a2.
(4)對(duì)于雙曲線(焦點(diǎn)在x軸上)
即有α=a2,β=-b2,于是相切條件為m2=a2k2-b2.
(5)對(duì)于雙曲線(焦點(diǎn)在y軸上)
即有α=-b2,β=a2,于是相切條件為m2=a2-b2k2.
[應(yīng)用有心曲線統(tǒng)一公式,這樣就不必從圓、橢圓、雙曲線一個(gè)一個(gè)地去求,可避免一個(gè)一個(gè)冗長(zhǎng)復(fù)雜的計(jì)算,使問(wèn)題的解決變得簡(jiǎn)捷.]
2.無(wú)心的二次曲線y2=2px與直線y=kx+m相切的條件
根據(jù)上面的分析,得
由②代入①,化簡(jiǎn)整理,得
(kx+m)2=2px,k2x2+(2mk-2p)x+m2=0.
當(dāng)二次項(xiàng)系數(shù)k2≠0時(shí),Δ=(2mk-2p)2-4k2m2=4p2-8mkp
=4p(p-2mk)=0.
無(wú)心的二次曲線x2=2py與直線y=kx+m相切的條件,應(yīng)為
(讓學(xué)生獨(dú)立完成.)
三、鞏固新課
(讓學(xué)生直接對(duì)照上述結(jié)論,設(shè)所求公切線的斜率為k,截距為m,再根據(jù)橢
解 設(shè)所求的公切線斜率為k,截距為m,根據(jù)相切條件有
由②代入①,化簡(jiǎn)整理,得
81k4+36k2-5=0,(9k2-1)(9k2+5)=0,∵9k2+5≠0,∴9k2-1=0,代入②,得m=±5.
因此,所求的公切線方程為
即
x+3y+15=0或x-3y+15=0.
求雙曲線的兩條互相垂直的切線交點(diǎn)的軌跡方程.
(幫助學(xué)生分析解題的幾個(gè)要點(diǎn),然后由學(xué)生上黑板解,教師巡視指點(diǎn).)
y=kx+m,則由相切條件,可知m2=a2k2-b2.
(2)設(shè)兩切線交點(diǎn)為P(x0,y0),則切線方程為
y-y0=k(x-x0),即
y=kx+(y0-kx0).
(3)y=kx+m,y=kx+(y0-kx0)表示同一直線,就有
m=(y0-kx0),∴(y0-kx0)=ak-b.
整理得
(4)k1k2=-1,用韋達(dá)定理從方程①求得k1k2,即
因此,點(diǎn)P的軌跡方程為
x+y=a-b.
這里a>b,點(diǎn)P的軌跡是一個(gè)實(shí)圓;
a=b,點(diǎn)P的軌跡是一個(gè)點(diǎn)圓;
a<b,點(diǎn)P無(wú)軌跡(虛圓).
解略.
法,不難得出軌跡方程為圓方程
x+y=a+b;
這題若改為求拋物線y=2px的兩條互相垂直的切線的交點(diǎn)的軌跡方程,方法也類似,不難得出軌跡方程為
即點(diǎn)P一定在準(zhǔn)線上.
[這樣改變一下題目,可讓學(xué)生開(kāi)拓思路,舉一反三.]
四、練習(xí)
1.已知l為橢圓x+4y=4的切線并與坐標(biāo)軸交于A、B兩點(diǎn),求|AB|的最小值及取得最小值時(shí)切線l的方程.
2解 如圖2,設(shè)切線方程為
y=kx+m,根據(jù)相切條件有m2=4k2+1,即①
|OA|2=4k2+1.
在y=kx+m中,令y=0,得
即
于是得
代入m=4k+1,求得 2
因此,所求的切線共有四條(圖3),它們的方程為
求四邊形ABCD的最大面積.
則由相切條件,知
m2=a2k2+b2,故兩切線方程為
即
兩切線間的距離
∴四邊形ABCD的最大面積為
五、補(bǔ)充作業(yè)
軌跡方程.
2.求出斜率為k的圓錐曲線的切線方程.
教案說(shuō)明
這一節(jié)課的指導(dǎo)思想是:根據(jù)現(xiàn)代教育理論,強(qiáng)調(diào)在教學(xué)的過(guò)程中培養(yǎng)能力,特別是思維能力.?dāng)?shù)學(xué)思維結(jié)構(gòu)與科學(xué)結(jié)構(gòu)十分相似,學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的過(guò)程,就是從一種思維結(jié)構(gòu)過(guò)渡到另一種思維結(jié)構(gòu)的過(guò)程,數(shù)學(xué)知識(shí)只是進(jìn)行思維結(jié)構(gòu)訓(xùn)練的材料.二次曲線與直線相切的條件若從上述結(jié)構(gòu)進(jìn)行訓(xùn)練,就是使學(xué)生形成完整的思維結(jié)構(gòu),使對(duì)數(shù)學(xué)的認(rèn)識(shí)有新的突破.這一點(diǎn)已成為我在課堂教學(xué)中進(jìn)行探索和研討的課題.
這節(jié)課的整個(gè)教學(xué)過(guò)程中,著重于講解——啟導(dǎo)——探究,培養(yǎng)學(xué)生的分析能力.講解時(shí),突出重點(diǎn):“相切條件”,并以此為中心,達(dá)到舉一反
三、觸類旁通.其中也穿插了自學(xué)討論,而不是教師滿堂灌.
在練習(xí)中,注意到了再現(xiàn)性練習(xí)、鞏固性練習(xí),同時(shí)也留有發(fā)現(xiàn)性練習(xí),使學(xué)生以新帶舊,鞏固新知,發(fā)展智力,反過(guò)來(lái)從思維結(jié)構(gòu)上形成完整體系,以認(rèn)識(shí)數(shù)學(xué)本身.
第五篇:直線與圓的方程的綜合應(yīng)用教案參考
直線與圓的方程的應(yīng)用
一、教學(xué)目標(biāo)
1、知識(shí)與技能
(1)理解直線與圓的位置關(guān)系的幾何性質(zhì);(2)利用平面直角坐標(biāo)系解決直線與圓的位置關(guān)系;(3)會(huì)用“數(shù)形結(jié)合”的數(shù)學(xué)思想解決問(wèn)題.
2、過(guò)程與方法
用坐標(biāo)法解決幾何問(wèn)題的步驟:
第一步:建立適當(dāng)?shù)钠矫嬷苯亲鴺?biāo)系,用坐標(biāo)和方程表示問(wèn)題中的幾何元素,將平面幾何問(wèn)題轉(zhuǎn)化為代數(shù)問(wèn)題;
第二步:通過(guò)代數(shù)運(yùn)算,解決代數(shù)問(wèn)題; 第三步:將代數(shù)運(yùn)算結(jié)果“翻譯”成幾何結(jié)論.
3、情態(tài)與價(jià)值觀
讓學(xué)生通過(guò)觀察圖形,理解并掌握直線與圓的方程的應(yīng)用,培養(yǎng)學(xué)生分析問(wèn)題與解決問(wèn)題的能力.
二、教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn):
重點(diǎn)與難點(diǎn):直線與圓的方程的應(yīng)用.
三、教學(xué)過(guò)程
例
4、圖中是某圓拱橋的一孔圓拱的示意圖,該圓拱跨度AB=20m,拱高OP=4m,在建造時(shí)每隔4m需用一個(gè)支柱支撐,求支柱A2P2的長(zhǎng)度(精確到0.01)
思考:(用坐標(biāo)法)
1.圓心和半徑能直接求出嗎? 2.怎樣求出圓的方程? 3.怎樣求出支柱A2P2的長(zhǎng)度?
解:建立如圖所示的坐標(biāo)系,設(shè)圓心坐標(biāo)是(0,b), 圓的半徑是r ,則圓的方程是x2+(y-b)2=r2.把P(0,4)B(10,0)代入圓的方程得方程組: 02+(4-b)2= r2 102+(0-b)2=r2
解得,b=-10.5
r2=14.52 所以圓的方程是: x2+(y+10.5)2=14.52
把點(diǎn)P2的橫坐標(biāo)x=-2 代入圓的方程,得
(-2)2+(y+10.5)2=14.52
22因?yàn)閥>0,所以y=14.5-(-2)-10.5≈14.36-10.5=3.86(m)答:支柱A2P2的長(zhǎng)度約為3.86m.例
5、已知內(nèi)接于圓的四邊形的對(duì)角線互相垂直,求證圓心到一邊的距離等于這條邊所對(duì)邊長(zhǎng)的一半.解:以四邊形ABCD互相垂直的對(duì)角線作為x軸y軸,建立直角坐標(biāo)系,設(shè)A(a,0),B(0,b),C(c,0),D(0,d)過(guò)四邊形的外接圓圓心O’作AC、BD、AD邊的垂線,垂足為M、N、E,則M、N、E分別為AC、BD、AD邊的中點(diǎn)。由線段的中點(diǎn)坐標(biāo)公式有:
x?x?a?c,y?y?b?d,x?a,y?dOMONEE 2222aca2bdd2122所以,|O'E|?(??)?(??)?b?c 2222222 又|BC|?b2?c2
所以:|O'E|?1|BC|22
用坐標(biāo)法解決平面幾何問(wèn)題的步驟:
第一步:建立適當(dāng)?shù)淖鴺?biāo)系,用坐標(biāo)和方程表示問(wèn)題中的幾何元素,將平面幾何問(wèn)題轉(zhuǎn)化為代數(shù)問(wèn)題;
第二步:通過(guò)代數(shù)運(yùn)算,解決代數(shù)問(wèn)題; 第三步:把代數(shù)運(yùn)算結(jié)果“翻譯”成幾何結(jié)論.練習(xí):求直線l: 2x-y-2=0被圓C:(x-3)+y=9所截得的弦長(zhǎng).22解:聯(lián)立兩個(gè)方程得x1?2x?y?2?0(x?3)2?y2?9
四、課堂小結(jié)
? ? ? ? 7?297?29x2?55解得:,4?2294?229y1?y2?55229d?(x1?x2)2?(y1?y2)2?5理解直線與圓的位置關(guān)系的幾何性質(zhì); 利用平面直角坐標(biāo)系解決直線與圓的位置關(guān)系; 熟悉直線與方程的關(guān)系,并應(yīng)用其解決相關(guān)問(wèn)題 會(huì)用“數(shù)形結(jié)合”的數(shù)學(xué)思想解決問(wèn)題.