高中橢圓的教案
發(fā)表時間:2020-11-12§2.2.1橢圓的標準方程。
§2.2.1橢圓的標準方程
教學目標:
(一)、知識與技能:理解橢圓標準方程的推導;掌握橢圓的標準方程;會根據(jù)條件求橢圓的標準方程,會根據(jù)橢圓的標準方程求焦點坐標。
(二)、過程與方法:讓學生經(jīng)歷橢圓標準方程的推導過程,進一步掌握求曲線方程的一般方法,體會數(shù)形結(jié)合等數(shù)學思想;培養(yǎng)學生運用類比、聯(lián)想等方法提出問題。
(三)、情感態(tài)度與價值觀:通過具體的情境感知研究橢圓標準方程的必要性和實際意義;體會數(shù)學的對稱美、簡潔美,培養(yǎng)學生的審美情趣,形成學習數(shù)學知識的積極態(tài)度。
教學重點:橢圓的標準方程
教學難點:橢圓標準方程的推導
教學過程:
(一)、問題情境:
生活中存在著大量的橢圓,比如:餐桌
問題1:汽車貯油罐的橫截面的外輪廓線的形狀是橢圓,怎樣設計才能精確地制造它們?
問題2:把一個圓壓扁了,像一個橢圓,它究竟是不是橢圓?
問題3:電影放映機上的聚光燈泡的反射鏡、運用高能沖擊波擊碎腎結(jié)石的碎石機等儀器設備都是運用橢圓的性質(zhì)制造的。怎樣才能準確地制造它們?
學生回憶
橢圓的定義:平面內(nèi)到兩定點F1、F2距離之和等于常數(shù)(大于F1F2)的點的軌跡叫做橢圓,兩定點F1、F2叫做橢圓的焦點,兩定點間的距離叫做焦距.
注:滿足幾個條件的動點的軌跡叫做橢圓?
(1)平面內(nèi);若把平面內(nèi)去掉,則軌跡是什么?
(2)橢圓上的點到兩個焦點的距離之和為常數(shù);記為2a;
兩焦點之間的距離稱為焦距,記為2c,即:=2c.
(3)常數(shù),若,則軌跡是什么?若呢?
(二)師生探究:
1、回顧求圓的標準方程的基本步驟
建立坐標系、設點、找等量關(guān)系、代入坐標、化簡
2、如何建立適當?shù)淖鴺讼担?p>原則:盡可能使方程的形式簡單、運算簡單
(一般利用對稱軸或已有的互相垂直的線段所在的直線作為坐標軸。)
①建立適當?shù)闹苯亲鴺讼担航⒅苯亲鴺讼祒oy,使x軸經(jīng)過點,并且O與線段的中點重合
②設點:設是橢圓上任意一點,橢圓的焦距為,那么焦點的坐標分別為.又設M與的距離之和等于常數(shù)
y
F2
o
P
F1③根據(jù)條件得
所以得:
x
④化簡:整理得:
由橢圓的定義可知:
令,其中,代入上式整理得:
思考:怎樣推導焦點在y軸上的橢圓的標準方程?
問題1:橢圓標準方程的特點是什么?
問題2:如何判斷橢圓焦點位置?
橢圓的定義
平面內(nèi)到兩個定點的距離的和等于常數(shù)(大于)的點的軌跡。
圖形
標準方程
焦點坐標
a,b,c的關(guān)系
焦點位置的判斷
分母哪個大,焦點就在哪個軸上(三)學生活動
一、基礎訓練
1、若動點P到兩定點F1(-4,0),F(xiàn)2(4,0)的距離之和為8,則動點P的軌跡為(B)
A.橢圓B.線段F1F2
C.直線F1F2D.不存在
2、求下列橢圓的焦點坐標
1、2、3、4、
3、已知橢圓的方程為,則,,,焦點坐標為:,焦距為如果曲線上一點P到焦點的距離為8,則點P到另一個焦點的距離等于。
二、例題講解
例1、求適合下列條件的橢圓方程
(1)a=4,b=3,焦點在x軸上;
(2)b=1,,焦點在y軸上;
(3)若橢圓滿足:,,焦點在x軸上,求它的標準方程;
變:若把焦點在x軸上去掉呢?
(4)兩個焦點分別是,且經(jīng)過;
(5)已知橢圓經(jīng)過兩點,求它的標準方程;
解答:(1)
(2)
(3),変題:
(4)
(5)
反思研究:(1)求橢圓方程的步驟:1.定型,2.定位,3.定量
(2)橢圓的標準方程可統(tǒng)一成
例2、已知一個運油車上的貯油罐橫截面的外輪廓線是一個橢圓,它的焦距為m,外輪廓線上的點到兩個焦點之和為3m,求這個橢圓的標準方程。
解:以兩焦點所在直線為軸,線段的垂直平分線為軸,建立直角坐標系,則這個橢圓的標準方程為
根據(jù)題意知,所以
因此,這個橢圓的標準方程為:
課堂小結(jié):這節(jié)課我們學習了橢圓的標準方程,掌握了求焦點在x軸上和在y軸上的標準方程,求標準方程常用的方法:待定系數(shù)法,坐標轉(zhuǎn)移法;有時還需要數(shù)形結(jié)合、分類討論等思想。
作業(yè)布置
教材P30頁習題2.2第2,3,4,5題
課后作業(yè):創(chuàng)新作業(yè)
相關(guān)閱讀
2.2.1圓的標準方程
2.2.1圓的標準方程
一、三維目標:
知識與技能:1、掌握圓的標準方程,能根據(jù)圓心、半徑寫出圓的標準方程。
2、會用待定系數(shù)法求圓的標準方程。
過程與方法:進一步培養(yǎng)學生能用解析法研究幾何問題的能力,滲透數(shù)形結(jié)合思想,通過圓的標準方程解決實際問題的學習,注意培養(yǎng)學生觀察問題、發(fā)現(xiàn)問題和解決問題的能力。
情感態(tài)度與價值觀:通過運用圓的知識解決實際問題的學習,從而激發(fā)學生學習數(shù)學的熱情和興趣。
二、教學重點:圓的標準方程
教學難點:會根據(jù)不同的已知條件,利用待定系數(shù)法求圓的標準方程。
三、教學方法:學導式
四、教學過程
(一)、情境設置
在直角坐標系中,確定直線的基本要素是什么?圓作為平面幾何中的基本圖形,確定它的要素又是什么呢?什么叫圓?在平面直角坐標系中,任何一條直線都可用一個二元一次方程來表示,那么,原是否也可用一個方程來表示呢?如果能,這個方程又有什么特征呢?
探索研究:
(二)、探索研究
確定圓的基本條件為圓心和半徑,設圓的圓心坐標為A(a,b),半徑為r。(其中a、b、r都是常數(shù),r0)設M(x,y)為這個圓上任意一點,那么點M滿足的條件是(引導學生自己列出)P={M||MA|=r},由兩點間的距離公式讓學生寫出點M適合的條件①
化簡可得:②
引導學生自己證明為圓的方程,得出結(jié)論。
方程②就是圓心為A(a,b),半徑為r的圓的方程,我們把它叫做圓的標準方程。
(三)、知識應用與解題研究
例(1):寫出圓心為半徑長等于5的圓的方程,并判斷點是否在這個圓上。
分析探求:可以從計算點到圓心的距離入手。
探究:點與圓的關(guān)系的判斷方法:
(1),點在圓外
(2)=,點在圓上
(3),點在圓內(nèi)
例(2):的三個頂點的坐標是求它的外接圓的方程
師生共同分析:從圓的標準方程可知,要確定圓的標準方程,可用待定系數(shù)法確定三個參數(shù).(學生自己運算解決)
例(3):已知圓心為的圓經(jīng)過點和,且圓心在上,求圓心為的圓的標準方程.
師生共同分析:如圖確定一個圓只需確定圓心位置與半徑大小.圓心為的圓經(jīng)過點和,由于圓心與A,B兩點的距離相等,所以圓心在險段AB的垂直平分線m上,又圓心在直線上,因此圓心是直線與直線m的交點,半徑長等于或。
(教師板書解題過程。)
總結(jié)歸納:(教師啟發(fā),學生自己比較、歸納)比較例(2)、例(3)可得出外接圓的標準方程的兩種求法:
1、根據(jù)題設條件,列出關(guān)于的方程組,解方程組得到得值,寫出圓的標準方程.
2、根據(jù)確定圓的要素,以及題設條件,分別求出圓心坐標和半徑大小,然后再寫出圓的標準方程.
練習:課本第1、3、4題
(四)、提煉小結(jié):
1、圓的標準方程。
2、點與圓的位置關(guān)系的判斷方法。
3、根據(jù)已知條件求圓的標準方程的方法。
(五)、作業(yè):課本習題4.1第2、3、4題
五、教后反思:
橢圓及其標準方程
俗話說,磨刀不誤砍柴工。教師在教學前就要準備好教案,做好充分的準備。教案可以讓學生們能夠在上課時充分理解所教內(nèi)容,幫助教師能夠更輕松的上課教學。寫好一份優(yōu)質(zhì)的教案要怎么做呢?下面的內(nèi)容是小編為大家整理的橢圓及其標準方程,僅供參考,歡迎大家閱讀。
橢圓及其標準方程教學目標1.把握橢圓的定義,把握橢圓標準方程的兩種形式及其推導過程;
2.能根據(jù)條件確定橢圓的標準方程,把握運用待定系數(shù)法求橢圓的標準方程;
3.通過對橢圓概念的引入教學,培養(yǎng)學生的觀察能力和探索能力;
4.通過橢圓的標準方程的推導,使學生進一步把握求曲線方程的一般方法,并滲透數(shù)形結(jié)合和等價轉(zhuǎn)化的思想方法,提高運用坐標法解決幾何問題的能力;
5.通過讓學生大膽探索橢圓的定義和標準方程,激發(fā)學生學習數(shù)學的積極性,培養(yǎng)學生的學習愛好和創(chuàng)新意識.
教學建議
教材分析
1.知識結(jié)構(gòu)
2.重點難點分析
重點是橢圓的定義及橢圓標準方程的兩種形式.難點是橢圓標準方程的建立和推導.關(guān)鍵是把握建立坐標系與根式化簡的方法.
橢圓及其標準方程這一節(jié)教材整體來看是兩大塊內(nèi)容:一是橢圓的定義;二是橢圓的標準方程.橢圓是圓錐曲線這一章所要研究的三種圓錐曲線中首先碰到的,所以教材把對橢圓的研究放在了重點,在雙曲線和拋物線的教學中鞏固和應用.先講橢圓也與第七章的圓的方程銜接自然.學好橢圓對于學生學好圓錐曲線是非常重要的.
(1)對于橢圓的定義的理解,要抓住橢圓上的點所要滿足的條件,即橢圓上點的幾何性質(zhì),可以對比圓的定義來理解.
另外要注重到定義中對“常數(shù)”的限定即常數(shù)要大于.這樣規(guī)定是為了避免出現(xiàn)兩種非凡情況,即:“當常數(shù)等于時軌跡是一條線段;當常數(shù)小于時無軌跡”.這樣有利于集中精力進一步研究橢圓的標準方程和幾何性質(zhì).但講解橢圓的定義時注重不要忽略這兩種非凡情況,以保證對橢圓定義的準確性.
(2)根據(jù)橢圓的定義求標準方程,應注重下面幾點:
①曲線的方程依靠于坐標系,建立適當?shù)淖鴺讼?是求曲線方程首先應該注重的地方.應讓學生觀察橢圓的圖形或根據(jù)橢圓的定義進行推理,發(fā)現(xiàn)橢圓有兩條互相垂直的對稱軸,以這兩條對稱軸作為坐標系的兩軸,不但可以使方程的推導過程變得簡單,而且也可以使最終得出的方程形式整潔和簡潔.
②設橢圓的焦距為,橢圓上任一點到兩個焦點的距離為,令,這些措施,都是為了簡化推導過程和最后得到的方程形式整潔、簡潔,要讓學生認真領(lǐng)會.
③在方程的推導過程中碰到了無理方程的化簡,這既是我們今后在求軌跡方程時經(jīng)常碰到的問題,又是學生的難點.要注重說明這類方程的化簡方法:①方程中只有一個根式時,需將它單獨留在方程的一側(cè),把其他項移至另一側(cè);②方程中有兩個根式時,需將它們分別放在方程的兩側(cè),并使其中一側(cè)只有一項.
④教科書上對橢圓標準方程的推導,實際上只給出了“橢圓上點的坐標都適合方程“而沒有證實,”方程的解為坐標的點都在橢圓上”.這實際上是方程的同解變形問題,難度較大,對同學們不作要求.
(3)兩種標準方程的橢圓異同點
中心在原點、焦點分別在軸上,軸上的橢圓標準方程分別為:,.它們的相同點是:外形相同、大小相同,都有,.不同點是:兩種橢圓相對于坐標系的位置不同,它們的焦點坐標也不同.
橢圓的焦點在軸上標準方程中項的分母較大;
橢圓的焦點在軸上標準方程中項的分母較大.
另外,形如中,只要,,同號,就是橢圓方程,它可以化為.
(4)教科書上通過例3介紹了另一種求軌跡方程的常用方法——中間變量法.例3有三個作用:第一是教給學生利用中間變量求點的軌跡的方法;第二是向?qū)W生說明,假如求得的點的軌跡的方程形式與橢圓的標準方程相同,那么這個軌跡是橢圓;第三是使學生知道,一個圓按某一個方向作伸縮變換可以得到橢圓.
教法建議
(1)使學生了解圓錐曲線在生產(chǎn)和科學技術(shù)中的應用,激發(fā)學生的學習愛好.
為激發(fā)學生學習圓錐曲線的愛好,體會圓錐曲線知識在實際生活中的作用,可由實際問題引入,從中提出圓錐曲線要研究的問題,使學生對所要研究的內(nèi)容心中有數(shù),如書中所給的例子,還可以啟發(fā)學生尋找身邊與圓錐曲線有關(guān)的例子。
例如,我們生活的地球每時每刻都在環(huán)繞太陽的軌道——橢圓上運行,太陽系的其他行星也如此,太陽則位于橢圓的一個焦點上.假如這些行星運動的速度增大到某種程度,它們就會沿拋物線或雙曲線運行.人類發(fā)射人造地球衛(wèi)星或人造行星就要遵循這個原理.相對于一個物體,按萬有引力定律受它吸引的另一個物體的運動,不可能有任何其他的軌道.因而,圓錐曲線在這種意義上講,它構(gòu)成了我們宇宙的基本形式,另外,工廠通氣塔的外形線、探照燈反光鏡的軸截面曲線,都和圓錐曲線有關(guān),圓錐曲線在實際生活中的價值是很高的.
(2)安排學生課下切割圓錐形的事物,使學生了解圓錐曲線名稱的來歷
為了讓學生了解圓錐曲線名稱的來歷,但為了節(jié)約課堂時間,教學時應安排讓學生課后親自動手切割圓錐形的蘿卜、膠泥等,以加深對圓錐曲線的熟悉.
(3)對橢圓的定義的引入,要注重借助于直觀、形象的模型或教具,讓學生從感性熟悉入手,逐步上升到理性熟悉,形成正確的概念。
教師可從太陽、地球、人造地球衛(wèi)星的運行軌道,談到圓蘿卜的切片、陽光下圓盤在地面上的影子等等,讓學生先對橢圓有一個直觀的了解。
教師可事先預備好一根細線及兩根釘子,在給出橢圓在數(shù)學上的嚴格定義之前,教師先在黑板上取兩個定點(兩定點之間的距離小于細線的長度),再讓兩名學生按教師的要求在黑板上畫一個橢圓。畫好后,教師再在黑板上取兩個定點(兩定點之間的距離大于細線的長度),然后再請剛才兩名學生按同樣的要求作圖。學生通過觀察兩次作圖的過程,總結(jié)出經(jīng)驗和教訓,教師因勢利導,讓學生自己得出橢圓的嚴格的定義。這樣,學生對這一定義就會有深刻的了解。
橢圓的定義和標準方程
橢圓的定義和標準方程(一)
知識點整理
1.掌握橢圓的定義,會用定義解題;
2.掌握橢圓的標準方程及其簡單的幾何性質(zhì),熟練地進行基本量間的互求,會根據(jù)所給的方程畫出圖形;
3.掌握求橢圓的標準方程的基本步驟——①定型(確定它是橢圓);②定位(判斷它的中心在原點、焦點在哪條坐標軸上);③定量(建立關(guān)于基本量的方程或方程組,解基本量)。
雙基練習
1.橢圓的長軸位于軸,長軸長等于;短軸位于軸,短軸長等于;焦點在軸上,焦點坐標分別為,離心率=,準線方程是,焦點到相應準線的距離(焦準距)等于;左頂點坐標是;下頂點坐標是,橢圓上的點P的橫坐標的范圍是,縱坐標的范圍是,的取值范圍是。
2.橢圓上的點P到左準線的距離是10,那么P到其右焦點的距離是()
A.15B.12C.10D.8
3.⊿ABC中,已知B、C的坐標分別是(-3,0)、(3,0),且⊿ABC的周長等于16,則頂點A的軌跡方程是。
4.若橢圓短軸一端點到橢圓一焦點的距離是該焦點到同側(cè)長軸一端點距離的3倍,則橢圓的離心率是;若橢圓兩準線之間的距離不大于長軸長的3倍,則它的離心率的取值范圍是。
典型例題
例1已知橢圓的中心在原點,焦點在坐標軸上,長軸長是短軸長的3倍,且過點P(3,2),求橢圓的方程。
例2從橢圓上一點P向x軸作垂線,垂足恰好為橢圓的左焦點F1,A是橢圓的右頂點,B是橢圓的上頂點,且。(1)求該橢圓的離心率;(2)若該橢圓的準線方程是,求橢圓的方程。
課后作業(yè)
1.橢圓上一點M到左焦點F1的距離為2,N是MF1的中點,O為坐標原點,則|ON|=.。
2.若以橢圓上一點和兩個焦點為頂點的三角形的最大面積為1,則此橢圓長軸的長的最小值是.
3.設橢圓的中心在原點,焦點在x軸上,一個焦點與短軸兩個端點的連線互相垂直,且此焦點與長軸較近的端點的距離為,求此橢圓的方程。
4.已知橢圓的中心在原點,焦點F1(0,-1)、F2(0,1),直線y=4是橢圓的一條準線,(1)求橢圓的方程;(2)設P點在這個橢圓上,且|PF1|-|PF2|=1,求tan∠F1PF2.
5.橢圓的焦點分別為F1和F2,過中心O作直線與橢圓交于A、B,若⊿ABF2的面積是20,求直線的方程。
6.求經(jīng)過點(2,0)與圓(x+2)2+y2=36內(nèi)切的圓的圓心M的軌跡方程。
橢圓及其標準方程教案
一位優(yōu)秀的教師不打無準備之仗,會提前做好準備,作為高中教師就要精心準備好合適的教案。教案可以讓學生更好的消化課堂內(nèi)容,幫助高中教師提高自己的教學質(zhì)量。那么,你知道高中教案要怎么寫呢?下面是小編為大家整理的“橢圓及其標準方程教案”,希望能對您有所幫助,請收藏。
橢圓是圓錐曲線中重要的一種,本節(jié)內(nèi)容的學習是后繼學習其它圓錐曲線的基礎,坐標法是解析幾何中的重要數(shù)學方法,橢圓方程的推導是利用坐標法求曲線方程的很好應用實例。本節(jié)課內(nèi)容的學習能很好地在課堂教學中展現(xiàn)新課程的理念,主要采用學生自主探究學習的方式,使培養(yǎng)學生的探索精神和創(chuàng)新能力的教學思想貫穿于本節(jié)課教學設計的始終。橢圓是生活中常見的圖形,通過實驗演示,創(chuàng)設生動而直觀的情境,使學生親身體會橢圓與生活聯(lián)系,有助于激發(fā)學生對橢圓知識的學習興趣;在橢圓概念引入的過程中,改變了直接給出橢圓概念和動畫畫出橢圓的方式,而采用學生動手畫橢圓并合作探究的學習方式,讓學生親身經(jīng)歷橢圓概念形成的數(shù)學化過程,有利于培養(yǎng)學生觀察分析、抽象概括的能力。
橢圓方程的化簡是學生從未經(jīng)歷的問題,方程的推導過程采用學生分組探究,師生共同研討方程的化簡和方程的特征,可以讓學生主體參與橢圓方程建立的具體過程,使學生真正了解橢圓標準方程的來源,并在這種師生嘗試探究、合作討論的活動中,使學生體會成功的快樂,提高學生的數(shù)學探究能力,培養(yǎng)學生獨立主動獲取知識的能力。
設計例題、習題的研討探究變式訓練,是為了讓學生能靈活地運用橢圓的知識解決問題,同時也是為了更好地調(diào)動、活躍學生的思維,發(fā)展學生數(shù)學思維能力,讓學生在解決問題中發(fā)展學生的數(shù)學應用意識和創(chuàng)新能力,同時培養(yǎng)學生大膽實踐、勇于探索的精神,開闊學生知識應用視野。