人教版高中数学选修 2-1 《椭圆及其标准方程 》教案
一、 课型
新授课
二、教学内容
1、椭圆的定义; 2、椭圆的两类标准方程;
3、根据椭圆的定义及标准方程的知识解决一些简单的问题。
三、教学目标
1、知识与技能: 理解并掌握椭圆的定义;明确焦点、焦距的概念;掌握椭圆标 准方程的
两种形式及其推导过程;掌握 a、b、c 三个量的几何意义及它们之 间的关系。 能根据条件确定椭圆的标准方程,掌握运用待定系数法求椭圆的 标准方程;
2、过程与方法:通过对椭圆概念的引入教学,培养学生的观察能力和探索能力; 通过椭圆
的标准方程的推导, 使学生进一步掌握求曲线方程的一般方法, 并渗 透数形结合和等价转化的思想方法, 提高运用坐标法解决几何问题的能力。 让 学生感知数学知识与实际生活的普遍联系;
3、情感态度与价值观: 通过让学生大胆探索椭圆的定义和标准方程, 激发学生学 习数学
的积极性, 培养学生的学习兴趣和创新意识。 培养学生的探索能力和进 取精神,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。 通过椭圆的形成过程培养学生的数学美感, 同时培养团队协作 的能力。
四、教学重点、难点
重点:椭圆的定义及椭圆的标准方程; 难点:椭圆标准方程的推导过程。
五、教学方法
教师引导为主、学生自主探究为辅。
六、教学媒体
幻灯片、黑板。
七、教学过程
(一)创设情境,导入新课
用多媒体演示神舟飞船绕地球旋转的模型, 它运行的轨迹又是什么图形呢? 可以看出,它的运行轨迹是椭圆。 此时老师指出: 在实际生活中, 椭圆随处可见, 很多学科也涉及到椭圆的应用, 所以学习椭圆的相关知识是十分必要的。 这就是 我们这节课所要学习的内容——椭圆及其标准方程。 (二)问题探究
老师提问:我们从直观上认识了椭圆, 那么椭圆它是如何形成的呢?椭圆满 足什么样的条件呢?它的定义又是如何?
1、椭圆的形成
下面请各小组拿出老师之前让大家准备的工具: 一段固定长的细绳、 两颗钉 子、一块长 3 分米,宽 3 分米的硬纸板。然后将钉子系在细绳的两头,将钉子固 定在图板上, 使得两个钉子之间的距离小于细绳的长度 (请同学们考虑一下, 为 什么两顶子之间的距离要小于细绳的长度?) ,我们用笔尖将细绳拉紧,让笔尖 在图板上慢慢移动,请同学们观察笔尖运动的轨迹是什么图形呢?
如果我们将两个钉子之间的距离变大,使得两个钉子之间的距离恰好等于 细绳的长度, 同样用笔尖将细绳拉紧, 让笔尖在图板上慢慢移动。 我们发现笔尖 只能在两个钉子之间来回运动,这时笔尖运动的轨迹是两个钉子之间的线段。
将两个钉子之间的距离再增大,此时就可以发现,细绳的长度比两个钉子 之间的距离小,笔尖没有轨迹。
再用课件给学生进行演示:
通过演示可以发现, 绳长大于图钉间的距离是画出椭圆的关键。
请同学们根据作图的过程和老师刚才的演示, 思考: 在作图过程中, 有哪些 物体的位置没变化?有哪些量没有变化? 如何来归纳椭圆的定义呢?
2、椭圆的定义
平面内到两定点 F1、F2的距离之和等于常数 (大于|F 1F2|) 的点的轨迹叫做
椭圆 。这两个定点叫做 椭圆的焦点 ,两焦点的距离叫做 椭圆的焦距 。通常常数
记作 2a,焦距记作 2c,则有 2a> 2c。
注意:这里的常数必须大于 |F 1F2| 。如果常数 =|F1F2| ,则是线段 F1F2;若常 数<
|F 1F2| ,则轨迹不存在;若要轨迹是椭圆,必须得加上限制条件: “此常数大 于|F
1
F2| ”。
3、椭圆标准方程的推导 首先复习求曲线方程的一般步骤: ①建系设点;②寻找动点
满足的几何条件; ③把几何条件坐标化;④化简得方程。
(1)建系设点: 设椭圆的焦距为 2c(c>0),M 与
F1、F2 的距离之和为 2a,以两定点 F1、F2的直线 为 x 轴,
线段 F1F2 的垂直平分线为 y 轴,建立直角坐 标系,M(x,
y)为椭圆上任意一点,则有 F1(-c ,0), F2( c, 0)。
( 2)动点 M满足的几何条件: 由椭圆的定义不难得出动点 M满足的条件为: MF1 MF2 2a
(3 )动点 M满足的代数方程:
∵ MF1
(x c) y
2
2
2
2
22
∴ (x c) y (x c) y 2a
(4)化简方程:
(a-c ) x +a y=a(a-c )
由椭圆的定义可知, 2a>2c,即 a>c,所以 a-c >0。 令 a-c =b, 其中 b>0, 代入上式,得 bx+ay=axb, 22
2222y
两边同除以 ab,得 2 2 1(a>b>0) ,此即为椭圆的标准方程。 a b
它所表示的椭圆的焦点在 x 轴上,焦点是 F1( c,0) F2(c,0) ,中心在坐标原 点的椭圆方程。其中 a c b 。
如果使点 F1、F2在y 轴上,点 F1、F2的坐标分别为 F1(0,-c )、F2 (0,c) ,a、
2
2
2
2
2
2
2
22
2
2
2
2
2
2 2 2 2 2 2 2 2