橢圓及其標準方程(第1課時)

編輯: 逍遙路 關(guān)鍵詞: 高中數(shù)學 來源: 高中學習網(wǎng)

【教學及培養(yǎng)目標】

 

雙基:理解橢圓的定義,明確焦點、焦距的概念,掌握橢圓的標準方程的推導及橢圓的標準方程;進一步學習類比、數(shù)形結(jié)合的數(shù)學思想方法,理解坐標法及其應(yīng)用.

 

能力:通過讓學生積極參與,親身經(jīng)歷橢圓定義和標準方程的獲得過程,體驗坐標法在處理幾何問題中的優(yōu)越性;在探索橢圓標準方程過程中,培養(yǎng)分析和概括能力.

 

【教材處理的建議】

 

重點:橢圓的定義和橢圓的標準方程.

 

難點:橢圓標準方程的推導與化簡.

 

【教學技巧與輔助手段】

 

運用多媒體(ppt)和實物投影儀等輔助教學.

 

【教學探究過程】

 

一、創(chuàng)設(shè)問題情景、引出概念

 

首先用多媒體演示“神舟六號”飛船繞地球旋轉(zhuǎn)運行的畫面,并描繪出運行軌跡圖.

 

探究一  “神舟七號”飛船繞地球旋轉(zhuǎn)的軌跡是什么圖形?(橢圓)

 

此外老師可以指出,在生活中,除橢圓外,還有拋物線、雙曲線等例子.

 

再運用多媒體演示一個平面截圓錐的各種情形,向?qū)W生介紹“圓錐曲線”這個名稱的來歷.

 

教師指出:橢圓在實際生活中是很常見的,學習橢圓的有關(guān)知識也是十分必要的.

 

(說明:本環(huán)節(jié)由實際例子引入,讓學生形成橢圓的感性認識,感受數(shù)學的應(yīng)用價值,明白生活實踐中有許多數(shù)學問題,數(shù)學來源于實踐,同時培養(yǎng)學生學會用數(shù)學的眼光去觀察周圍事物的能力.)

 

二、引導學生探究嘗試、歸納提煉形成概念

 

引導:曲線可以看作適合某種條件的點的集合或軌跡,那么橢圓是滿足什么條件的點的軌跡呢?要想知道橢圓是滿足什么條件的點的軌跡,首先要知道橢圓的幾何特征.

 

學生實驗:按課本上介紹的方法,學生用一塊紙板,兩個圖釘,一根無彈性的細繩嘗試畫橢圓.

 

讓學生自己動手畫圖,同桌相互切磋,探討研究.(提醒學生:作圖過程中要注意觀察橢圓的幾何特征,即橢圓上的點要滿足怎樣的幾何條件?)

 

(說明:按學生的認識規(guī)律與心理特征,設(shè)置一系列遞進的問題,讓學生動手實踐,在實驗中引導學生自己觀察橢圓上的點滿足的幾何條件,從而認識橢圓概念.)

 

啟發(fā)、歸納出橢圓的定義:

 

平面內(nèi)與兩個定點F1,F(xiàn)2的距離之和等于常數(shù)(大于| F1F2|)的點的軌跡叫作橢圓,這兩個定點叫做橢圓的焦點,兩焦點間的距離叫做橢圓的焦距

 

引導學生找定義的關(guān)鍵處:

 

①平面曲線;

 

②任意一點到兩個定點的距離的和等于常數(shù);

 

③常數(shù)大于| F1F2|.

 

(說明:實驗中發(fā)現(xiàn)橢圓的幾何特征,可以挖掘出橢圓定義的內(nèi)涵,使得學生對橢圓的定義留下深刻印象.)

 

三、橢圓標準方程的推導

 

由老師帶學生回憶圓的方程的建立過程,歸納求曲線方程的一般步驟:建系設(shè)點列出方程化簡方程.建系一般應(yīng)遵循簡單、優(yōu)化的原則.

 

(說明:溫故而知新,類比圓的方程的建立過程,歸納出求曲線方程的一般步驟,為下一步學習做好鋪墊.)

 

探究二  怎樣建立坐標系,才能使求出的橢圓方程最為簡單?

 

(說明:正確選取坐標系是建立曲線方程的關(guān)鍵之一,結(jié)合建立坐標系的一般原則── 利用曲線的幾何特征,特別是對稱性,可以使曲線方程簡單化.可以從“對稱美”、“簡潔美”等角度作一定的點撥,最后讓學生選擇合理的坐標系.)

 

經(jīng)學生討論易得如下方案:

 

1.建系.取過焦點的直線為軸,線段的垂直平分線為軸,建立坐標系.

 

 

2.設(shè)點.設(shè)為橢圓上的任意一點,橢圓的焦距是().則.又設(shè)M與距離之和等于().

 

3.列式.依據(jù)橢圓的定義,有

 

 

,,

 

 

教師啟發(fā):這個方程形式復雜,應(yīng)該化簡.化簡的目的是去掉根式,可兩邊平方.但這里有兩個根式,如何平方更簡捷?

 

引導學生得出:應(yīng)該用移項平方,再移項再平方的方法.

 

(說明:在解決解析幾何問題中,熟練運用代數(shù)變形技巧是十分重要的,學生常因運算能力不強而功虧一簣.在此應(yīng)抓住機會加強運算技能的訓練.)

 

4.化簡.通過移項, 兩次平方后得到:

 

              ,

 

 

兩邊同除以,得 .   (※)

 

由橢圓的定義可知,,即,

 

思考:觀察上圖,能從中找出表示的線段嗎?由圖可知,.令,那么(※)就是

 

.()

 

此即為橢圓的標準方程.它所表示橢圓的焦點在軸上,焦點是,中心在坐標原點的橢圓方程.

 

 

探究三:如果橢圓的焦點F1,F(xiàn)2在y軸上,線段F1F2的垂直平分線為x軸,a,b,c意義同上,橢圓的方程形式又如何?

 

學生討論、交流,合情猜想可得,焦點變成,只要將方程中的調(diào)換,即可得(),它所表示的是焦點在軸上的橢圓標準方程.

 

要求學生課后推導驗證.

 

(說明:發(fā)揮學生的直覺思維,類比得到焦點在軸上的橢圓的標準方程.)

 

引導學生注意理解以下幾點:

 

① 在橢圓的兩種標準方程中,都有的要求;

 

② 在橢圓的兩種標準方程中,由于,所以可以根據(jù)分母的大小來判定焦點在哪一個坐標軸上;

 

③ 橢圓的三個參數(shù)之間的關(guān)系是,其中大小不確定.

 

四、研究例題、形成技能

 

例1 已知橢圓的兩個焦點坐標分別是F1(0,-4),F(xiàn)2(0,4),橢圓上一點P到兩焦點的距離之和等于10,求它的標準方程.

 

(先讓學生分析解題思路.強調(diào)從定義、標準方程等基礎(chǔ)知識出發(fā)考慮問題的重要性.)

 

解:因為橢圓的焦點在軸上,所以設(shè)它的標準方程為

 

   。

 

因為2a=10,2c=8,所以a=5,b=4.

 

所以,b2=a2-c2=52-42=9.

 

所以所求橢圓標準方程為.

 

例2 已知橢圓的兩個焦點坐標分別是F1(-2,0)和F2(2, 0),過點P0(,),求它的標準方程.

 

(先讓學生分析解題思路.除了強調(diào)從定義、標準方程等基礎(chǔ)知識出發(fā)考慮問題的重要性外,還要注意引導學生分析本例與例1的不同點.)

 

解:因為橢圓的焦點在軸上,所以設(shè)它的標準方程為

 

 

 

由橢圓的定義知,

 

 

 ,

 

所以,.又,

 

所以,.

 

所以所求標準方程為.

 

另法:因為,

 

所以可設(shè)所求方程.將點P0(,)的坐標代入可求出,從而求出橢圓方程.

 

(說明:由兩個例題可以總結(jié)橢圓方程有兩種求法:其一由定義求出與,根據(jù)條件寫出方程;其二是由a,b,c的關(guān)系和橢圓標準方程,由點在橢圓上的條件,用待定系數(shù)的辦法得出方程.可以達到滲透求軌跡的常用方法的目的.另外要注意求方程的基本步驟.)

 

五、課堂形成性練習,即時反饋

 

1.寫出適合下列條件的橢圓的標準方程:

 

(1)a=4,b=3,焦點在x軸;

 

(2)a=5,c=2,焦點在y軸上.

 

2.橢圓的焦距是        ,焦點坐標為         ;若CD為過左焦點的弦,則的周長為        .

 

六、知識整理,形成系統(tǒng)(由學生歸納)

 

1.橢圓的定義(注意幾何特征和三個條件).

 

2.推導橢圓的標準方程(注意焦點的位置與方程形式的關(guān)系,直接法求軌跡方程).

 

3.求橢圓方程的方法(待定系數(shù)法求軌跡方程).

 

七、布置作業(yè),鞏固提高

 

1.課本P40.1-3.

 

2.小組合作自編題(總題數(shù)4個,可以填空、選擇或解答題.要求說明編題的基本思路).

 

3.探索題:上網(wǎng)查詢有關(guān)橢圓的幾何作法,對不同的作法作比較,并研究交流其作法根據(jù).


本文來自:逍遙右腦記憶 http://yy-art.cn/gaozhong/144384.html

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