人教版高中数学选修1-1教学设计
2.3.1抛物线及其标准方程
教学目标:
1、 知识目标:理解抛物线的定义;明确焦点、准线的概念;了解用抛物线的定义推导
开口向右的抛物线的标准方程的推导过程进一步得出开口向左、向上、向下的抛物线的标准方程,并熟练掌握抛物线的四种标准方程及其所对应的开口方向、焦点坐标、准线方程之间的关系;
2、 能力目标:让学生感知数学知识与实际生活的普遍联系,培养学生类比、数形结合
的数学思想方法,提高学生的学习能力,同时培养学生运动、变化的辨证唯物主义观点;
3、 情感目标:培养学生不怕困难、勇于探索的优良作风,增强学生审美体验,提高学
生的数学思维的情趣,给学生以成功的体验,形成学习数学知识的积极态度.
教学重点和难点:
重点:抛物线的定义;根据具体条件求出抛物线的标准方程;根据抛物线的标准方程
求出焦点坐标、准线方程.
难点:抛物线的标准方程的推导. 教学方法
启发、探索 教学手段
运用多媒体和实物辅助教学 教学过程: 一、新课引入:
1、实例引入:观察生活中的几个实例(1)圆柱截面图;(2)卫星接收天线(观察其轴截面);(3)太阳灶(观察其轴截面);(4)探照灯(观察其轴截面);(5)投球时球的运行轨迹(播放动画演示其轨迹) 2、复习引入:
当0?< 1时是什么图形?(椭圆) 当??>1时是什么图形?(双曲线)
当?? = 1时它又是什么图形呢?(让学生大胆猜想,猜想后用几何画板演示动画,让学生认真观察动点所满足的条件,让学生对抛物线由感性认识上升到理性认识)
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教师指出:画出的曲线叫抛物线. 二、新课讲授:
(一) 定义:(提问学生,由学生归纳出抛物线定义)
平面内与一定点和一条定直线的距离相等的点的轨迹叫做抛物线.定点叫做抛物线的焦点,定直线叫做抛物线的准线.
概念理解:
平面内有—— (1) 一定点F——焦点
(2) 一条不过此点(给出的定点)的定直线l ——准线 探究:若定点F在定直线l上,那么动点的轨迹是什么图形? (是过F点与直线l垂直的一条直线——直线????,不是抛物线) (3) 动点到定点的距离|????| (4) 动点到定直线的距离?? (5) | ????| = ??
满足以上条件的动点M的轨迹——抛物线 (二)推导抛物线的标准方程(开口向右)(重点):
1、要把抛物线上的点M的集合??={??| |????|=??}表示为集合Q={(??,??)|??(??,??)=0}.首先要建立坐标系,为了使推导出的方程尽量简化,应如何选择坐标系? [教师引导]建立适当的直角坐标系应遵循的两点原则:
①若曲线是轴对称图形,则可选它的对称轴为坐标轴; ②曲线上的特殊点,可选作坐标系的原点.]
过焦点F作准线l的垂线交l于点K,启发学生思考回答问题: (1)如何确定x轴(或y轴)?
(以对称轴为坐标轴)
由抛物线的几何特征知KF是抛物线的对称轴. (2)如何确定坐标原点?
(曲线上的特殊点,可作为坐标系的原点)
因为线段KF的中点适合条件——到点F的距离等于到直线l的距离,所以它又在抛物线上——以线段KF的中点为坐标原点. (3)怎样建立坐标系才使方程的推导简化?
[教师引导]通过不同位置的二次函数[解析]式的对比,联想抛物线如何建系.
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让学生大胆发言,谈谈自己的观点(教师要积极鼓励学生引导学生) 取经过焦点F且垂直于准线l的直线为x轴,x轴与l相交于点K,以线段KF的垂直平分线为y轴,建立直角坐标系.
2、开口向右的抛物线标准方程的推导:(教师引导得出结论) 步骤:(投影展示)
过焦点F且垂直于准线l的直线为x轴,x轴与直线l相交于点K,以线段KF的垂直平分线为y轴,建立直角坐标系.
设焦点到准线的距离|KF|= ??(??>0)那么,焦点F的坐标为 (2,0),准线l的方程为??= ?2.
设抛物线上的任一点M(??,??),点M到直线l的距离为d根据定义,抛物线就是点的集合
??={??| |????|=??}
因为|????|=√(???2)2+??2 ,??=|??+2|,所以
????
√(???)2+??2=|??+|
22将上式两边平方并化简,得
??2=2???? (??>0)(1)
方程(1)的推导过程表明,抛物线上的点的坐标都是这个方程式的解.还可以证明,以方程(1)的解为坐标的点都在此抛物线上.我们把方程??2=2???? (??>0)叫做抛物线的标准方程.
3、(引导分析)标准方程??2=2???? (??>0)的特点:(用代数方法——几何问题) p的几何意义:焦点到准线的距离 焦 点:(2,0)在x轴的正半轴上 准 线:??= ?2.
顶 点:坐标原点(0,0) 开口方向:向右
4、让同学们类比写出不同位置的抛物线的标准方程、焦点坐标、准线方程
??
??
??
??
??
??
3
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5、让学生对这抛物线和它们的标准方程进行对比分析,辨认异同: 相同点:
1、原点在抛物线上; 2、对称轴为坐标轴; 3、p值的意义:(重点)
(1)表示焦点到准线的距离; (2)??>0为常数;
(3)??值等于一次项系数绝对值的一半;
4、准线与对称轴垂直,垂足与焦点关于原点对称,它们与原点的距离等于一次项系数的绝对值的,即41
2??4
= 2
??
不同点:
方程 ??2=2???? (??>0) ??2=?2???? (??>0) ??2=2???? (??>0) ??2=?2???? (??>0)) 三、例题讲解:
4
对称轴 x轴 x轴 y轴 y轴 开口方向 向右 向左 向上 向下 焦点位置 x轴正半轴上 x轴负半轴上 y轴正半轴上 y轴负半轴上 人教版高中数学选修1-1教学设计
例1.(1)已知抛物线的标准方程是??2=6??,求它的焦点坐标和准线方程;
(2)已知抛物线的焦点是??(0,?2),求它的标准方程
(解题过程教师要板书,注意版面条理,简洁,做好起到示范作用)
解:(1)??=3,所以抛物线的焦点坐标是(2,0),准线方程是??=-2.
(2)因为抛物线的焦点在轴的负半轴上,且=2,∴??=4,
2??
3
3
所以抛物线的标准方程是??2=?8??
例2.求分别满足下列条件的抛物线的标准方程:
(1)焦点坐标是??(-5,0) (2)经过点??(2,-3)
解:(1)焦点在x轴负半轴上,2=5,所以所求抛物线
的标准议程是??2=?20??.
(2)经过点A(2,-3)的抛物线可能有两种标准形式:??2=2????,??2=?2???? 点A(2,-3)坐标代入??2=2????,,即9=4p,得2??=2 点A(2,-3)坐标代入??2=?2????,即4=6p,得2??=
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??
∴所求抛物线的标准方程是??2=??,x或??2=??? .
2
2
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四、课堂练习:
1、根据下列条件,写出抛物线的标准方程:(投影展示) (1)焦点是F(3,0); (2)准线方程是?? =?4; (3)焦点到准线的距离是2.
2、根据下列抛物线的焦点坐标和标准方程、准线方程:(投影展示) (1)??2=20?? (2??2=?? (3) 2??2+5??=0 (4) ??2+8??=0
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向学生指出,本题是求抛物线的标准方程,所求抛物线的顶点在原点,对称轴是坐标轴
总结:要确定抛物线的标准方程,关键在于确定p值及抛物线开口方向;反之亦然.
五、课堂小结:(提学生归纳总结)
1.会运用抛物线的定义、标准方程求它的焦点坐标、准线方程;
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