高中数学第二章圆锥曲线与方程教案新人教版选修1-1 - 图文

由天下分享时间：2024/11/28 19:02:59 加入收藏我要投稿点赞

2.1.2椭圆的简单几何性质; 2.2.1双曲线及其标准方程；2.2.2双曲线的简

单几何性质

课时教学设计：第一、二课时教学内容三维目标 2.1.2椭圆的简单几何性质一、知识与技能掌握椭圆的简单的几何性质，学会由已知椭圆的标准方程求椭圆的几何性质的一般方法与步骤，并能正确地画出它的图形；领会每一个几何性质的内涵，并学会运用它们解决一些简单问题. 二、过程与方法通过实际活动培养学生发现、观察、归纳的能力；培养分析、抽象、概括的能力，加强数形结合等数学能力的培养；经历几何问题代数化的过程，感受解析几何研究问题的思路和方法。三、情感态度与价值观通过有关椭圆几何性质的实际应用的介绍，激发学生研究椭圆的几何性质的积极性。由标准方程分析出椭圆的几何性质椭圆离心率几何意义的理解讲授法、启发法、讨论法、情境教学法、小组合作交流复习引入一．创设情境师：请同学们看大屏幕（课件展示“神舟七号”飞船在变轨前绕地球运行的模拟图）：2008.9.25，是我国航天史上一个非常重要的日子，“神舟七号”载人飞船成功发射，实现了几代中国人遨游太空的梦想,这是我们中华民族的骄傲。我们知道，飞船绕地运行了十四圈，在变轨前的四圈中，是沿着以地球中心为一个焦点的椭圆轨道运行的。如果告诉你飞船飞离地球表面最近和最远的距离，即近地点距地面的距离和远地点距地面的距离，如何确定飞船运行的轨道方程？要想解决这一实际问题，就有必要对椭圆做深入的研究，这节课我们就一起探求椭圆的性质。（引出课题）师：前面我们学习了椭圆的定义和标准方程，谁能说说椭圆的标准方程（学生回答）。教学重点教学难点教学方法教学过程 1. 范围师：同学们继续观察椭圆，如果分别过A1、A2作y轴的平行线，过B1、B2作x轴的平行线（课件展示），同学们能发现什么？生：椭圆围在一个矩形内。师：椭圆位于四条直线x=±a, y=±b所围成的矩形里，说明椭圆是有范围的。新课学习 x2y2下面我们想办法再用方程2+2=1(a>b>0)来证明这一结论的正确性。启发学ab生，用方程讨论图形的范围就是确定方程中x、y的取值范围。从方程的结构特点出发，师生共同分析，给出证明过程。 x2y2由2+2=1，利用两个实数的平方和为1，结合不等式知识得， abx≤a且y≤b,则有｜x｜≤a,｜y｜≤b, 所以-a≤x≤a,-b≤y≤b。 2．对称性的发现与证明师：椭圆的图形给人们以视觉上的美感（课件展示椭圆），如果我们沿焦点所在的直线上下对折，沿两焦点连线的垂直平分线左右对折，大家猜想椭圆可能有什么性质？（学生动手折纸，课前教师要求学生把上节学习椭圆定义时画的椭圆拿来。）学生们基本上能发现椭圆的轴对称性。师：除了轴对称性外，还可能有什么对称性呢？稍作提示容易发现中心对称性。师：这仅仅是由观察、猜想得到的结果，怎样用方程证明它的对称性？师生讨论后，需要建立坐标系，确定椭圆的标准方程。不妨建立焦点在x轴上2222x2y2的椭圆的标准坐标系，它的方程就是2+2=1。 ab师：这节课就以焦点在x轴上的椭圆的标准方程为例来研究椭圆的性质。这样建立的坐标系对称轴恰好重合于坐标轴，我们先证椭圆关于y轴对称。为了证明对称性，先作如下铺垫：（一起回顾）师：在第一册学过，曲线关于y轴对称是指什么呢？生：曲线上的每一点关于y轴的对称点仍在曲线上。师：要证曲线上每一点关于y轴的对称点仍在曲线上，只要证明----- 生：曲线上任意一点关于y轴的对称点仍在曲线上。在学生尝试进行问题解决的过程中，当他们难以把握问题解决的思维方向，难以建立起新旧知识的联系时，这就需要教师适时进行启发点拨。师：同学们阅读教材中椭圆对称性的证明过程，仔细体会并思考“为什么把x换成-x时，方程不变，则椭圆关于y轴对称”。请一位学生讲解椭圆对称性的证明过程，以此来训练学生表述的逻辑性、完整性和推理的严谨性。教师对学生的证明进行评价。师：用类似的方法可以证明椭圆关于x轴对称,关于原点对称。课件展示对称性并总x2y2结：方程2+2=1表示的椭圆，坐标轴是其对称轴，原点是其对称中心.从而椭ab圆有两条互相垂直的对称轴,有一个对称中心(简称中心). 教师引导学生对这一环节进行反思，即通过建立坐标系，用椭圆的方程研究椭圆的性质，这种方法我们今后经常用到。投影显示下图及问题 y o x 师：图中的椭圆有对称轴和中心吗？指导学生思考讨论后获取共识：坐标系是用来研究曲线的重要工具，而椭圆的对称性是椭圆本身固有的性质，无论椭圆在坐标系的什么位置，它都有两条互相垂直的对称轴，有一个中心，与坐标系的选取无关。（此问题也为后面研究平移变换埋下伏笔）。 3.顶点的发现与确定师：我们研究曲线，常常需要根据曲线上特殊点的位置来确定曲线的位置。你认为椭圆上哪几个点比较特殊？由学生观察容易发现，椭圆上存在着四个特殊点，这四个点就是椭圆与坐标轴的交点，同时也是椭圆与它的对称轴的交点。教师启发学生与一元二次函数的图像（抛物线）的顶点作类比，并给出椭圆的顶点定义。师：能根据方程确定这四个顶点的坐标吗？由学生自主探究,求出四个顶点坐标。即令x=0,得 y=±b，因此B1(0,-b), B2(0,b) ，令y=0，得x=±a，因此A1 (-a,0), A2(a,0)。结合图形指出长轴、短轴、长轴长、短轴长、长半轴长、短半轴长，半焦距，点明方程中a、b和c的几何意义和数量关系。由学生探究得出椭圆的一个焦点F2到长轴两端点A1 , A2的距离分别为a+c和a-c。教师指出，这在解决天体运行中的有关实际问题时经常用到。 4．离心率师：我们在学习椭圆定义时，用同样长的一条细绳画出的椭圆形状一样吗？生：不一样，有的圆一些，有的扁一些。师：椭圆的圆扁程度究竟与哪些量有关呢？课件动画演示此时学生展开讨论，可能有的说与a、c有关，也可能说与a、b有关等等。通过观察演示实验，化抽象为具体，引导学生思考。教师引导学生从演示实验观察到由于椭圆位于直线x=±a,y=±b围成的矩形里，矩形的变化对椭圆形状的影响。师：矩形越狭长，椭圆越扁；矩形越接近于正方形，椭圆越接近于圆；当矩形变为正方形时，即a=b时,椭圆变为圆。即当比值bb越小，椭圆越扁；比值越大，椭圆越接近于圆。 aabcbc2a2?c2a2?c21?()由于 ===，所以当越大时，越小，椭圆越2aaaaaa扁；当cbc越小时，越大，椭圆越接近于圆。把比值e=叫椭圆的离心率，分析aaa出离心率的范围：0＜e＜1。结论：椭圆在- a＜x＜a，-b＜x＜b内，离心率e越大，它就越扁；离心率e越接近于0，它就越接近于圆。所以说离心率是描述椭圆圆扁程度的量。由上面的分析可以看到，比值bc、的大小都能反映椭圆的圆扁程度，为什么定义aac是椭圆的离心率呢？因为a、c这两个量是椭圆定义中固有的，是决定椭圆形状ac最关键的要素，随着今后的学习可以看到还有更重要的几何意义。 a5.填写下列表格：方程图像 a、b、c a?b?0a?c?0 焦点范围 F1(0,?c)F2(0,c) x?a,y?by?a,x?b对称性椭圆关于y轴、x轴和原点都对称顶点长、短轴长轴: A1A2 长轴长长短轴：B1B2短轴长离心率例1求椭圆 16x?25y?400 的长轴长、短轴长、离心率和顶点，并画出它的草图。(本题采用讲练结合的方式。前一部分由学生口述求解过程，老师板书，后一部分由教师介绍画椭圆草图的方法) 解：由于a=5, b=4 ，c=25?16=3 椭圆的长轴长2a=10，短轴长2b=8 离心率e=22c3= a5因为焦点在x轴上，所以椭圆的四个顶点的坐标是 (-5,0)、(5,0)、(0,-4)、(0,4) 师：根据椭圆的性质，可以快捷地画出反映椭圆基本形状和大小的草图，课件展示）教师提醒学生：画图时注意椭圆的对称性和顶点附近的平滑性。例2．过适合下列条件的椭圆的标准方程：（1）经过点P(?3,0)、Q(0,?2)； 3（2）长轴长等于20，离心率等于5．解：（1）由题意，a?3，b?2，又∵长轴在x轴上， x2y2??14所以，椭圆的标准方程为9． e?2（2）由已知2a?20，c3?a5， 22∴a?10，c?6，∴b?10?6?64， y2x2x2y2??1??1所以，椭圆的标准方程为10064或10064．例3.如图，设M?x,y?与定点F?4,0?的距离和它到直线l：x?254的距离的比是4常数5，求点M的轨迹方程．分析：若设点M?x,y?，则MF??x?4?2?y2，到直线l：x?2525d?x?4，则容易得点M的4的距离轨迹方程．（通过具体例子是学生感受椭圆的另一种定义方式，但注意不要过多拓展，不要对学生提出建立圆锥曲线统一方程的要求。）例4. 我国发射的“神舟七号”飞船在变轨前是沿以地球的中心F2为一个焦点的椭圆轨道运行的。已知它的近地点A（离地面最近的点）距地面约为200km,远地点B（离地面最远的点）距地面约为350km，地球半径为6371km并且F2、A、B在同一直线上，求飞船运行的轨道方程。（结果精确到0.01km）设置本题的主要意图是:第一,为增强学生的数学应用意识和运用数学知识解决实际问题的能力；第二，为满足中等及中等以上层次学生的学习需求。师生共同分析：先把实际问题转化为数学问题。（求神舟五号飞船的轨道方程，就是求椭圆的方程）。教师：求椭圆的方程又需要先做什么呢？（建立坐标系）。怎样建系？（以过A、B的直线为x轴，F2为椭圆的右焦点，记F1为左焦点建立