椭圆性质的运用(公开课)
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椭圆的认识公开课教案简介本节公开课的主题是椭圆。
通过本课,学生将研究椭圆的定义、性质和应用。
我们将使用图像、实例和问题解决来帮助学生加深对椭圆的理解。
目标- 理解椭圆的定义和基本性质- 掌握椭圆的标准形式方程- 学会应用椭圆的概念解决问题教学安排第一部分:椭圆的定义及性质(10分钟)- 引入椭圆的概念和定义- 解释椭圆与圆的关系和区别- 讲解椭圆的离心率和焦点第二部分:椭圆的标准形式方程(15分钟)- 导出椭圆的标准形式方程- 演示如何将一个椭圆方程转化为标准形式- 给出例子,让学生尝试将给定方程转化为标准形式第三部分:椭圆的性质及应用(20分钟)- 介绍椭圆的一些重要性质,如长轴、短轴、焦点等- 示范如何使用椭圆的性质解决实际问题- 提供练题,让学生巩固椭圆的性质和应用第四部分:小组讨论与呈现(15分钟)- 将学生分为小组,让他们在小组内讨论和解决椭圆相关问题- 每个小组选择一个代表,向全班呈现他们的解决思路和结果- 教师评价和点评各组答案,提供指导和反馈第五部分:扩展活动(15分钟)- 引导学生思考椭圆在现实生活中的应用- 鼓励学生提出问题和进行进一步研究- 提供相关资源和参考资料,供学生深入研究椭圆总结通过本节公开课,学生将对椭圆有更深入的认识。
他们将掌握椭圆的定义、性质和应用,并能够运用这些知识解决问题。
教师将通过图像、实例和问题解决的方式引导学生研究,帮助他们建立对椭圆的直观理解和数学抽象能力。
同时,教师将鼓励学生进行进一步的探究和应用,促进学生的研究兴趣和能力发展。
以上是本节公开课的教案内容,请根据实际情况进行调整和安排。
高二数学公开课教案:椭圆性质的运用曾木顺三维目标1、知识与能力(1)通过学生的积极参与和积极探究,培养学生的分析问题和解决问题的能力.(2)思维能力:会把几何问题化归成代数问题来分析,反过来会把代数问题转化为几何问题来思考;培养学生的会从特殊性问题引申到一般性来研究,培养学生的辩证思维能力.(3)实践能力:培养学生实际动手能力,综合利用已有的知识能力.(4)创新意识能力:培养学生思考问题、并能探究发现一些问题的能力,探究解决问题的一般的思想、方法和途径. 2、过程与方法理解椭圆的范围、对称性及对称轴,对称中心、离心率、顶点的概念;掌握椭圆的标准方程、会用椭圆的简单几何性质解决实际问题; 3、情感、态度与价值观目标通过知识的运用及问题的解决,培养学生学习数学的兴趣。
4.教学重、难点:(1)教学重点:椭圆的方程及其几何性质的运用 (2)教学难点:灵活运用椭圆的几何性质5.本节所用的数学思想方法:数形结合的思想方法,化归思想方法。
教学过程:(一)复习引入:椭圆的简单几何性质如下标准方程)0(12222>>=+b a b y a x )0(12222>>=+b a b x a y 图形范围 -a ≤x ≤a,-b ≤y ≤b-b ≤x ≤b, -a ≤y ≤a对称性 关于x 轴、y 轴、原点对称顶点坐标(±a ,0)(0,±b )(±b ,0),(0,±a )(二)进行新课例1:已知中心在原点O ,焦点在x 轴上的椭圆C 的离心率为23,点A ,B 分别是椭圆C 的长轴、短轴的端点,点O 到直线AB 的距离为556。
(1)求椭圆C 的标准方程;(2)已知点E (3,0),设点P 、Q 是椭圆C 上的两个动点,满足EP ⊥EQ ,求⋅的取值范围。
【分析】本题主要考查直线、椭圆、平面向量等基础知识,以及综合运用数学知识解决问题及计算能力。
解:(1)由离心率23==a c e ,得 2112=-=e a b ∴ b a 2= ① ∵原点O 到直线AB 的距离为556∴55622=+ba ab ② ,将①代入②,得92=b ,∴362=a 则椭圆C 的标准方程为193622=+y x (2)∵ EQ EP ⊥ ∴ 0=⋅ ∴ 2)(=-⋅=⋅设),(y x P ,则193622=+y x ,即4922x y -= ∴6)4(434996)3(222222+-=-++-=+-==⋅x x x x y x EP QP EP ∵ 66≤≤-x , ∴ 816)4(4362≤+-≤x则QP EP ⋅的取值范围为[]816, 。
巩固练习 1.若点O 和点F 分别为椭圆22143x y +=的中心和左焦点,点P 为椭圆上的任意一点,则FP OP •的最大值为( ) A .2B .3C .6D .8例2.已知椭圆)0(12222>>=+b a by a x 的长、短轴端点分别为A 、B ,从此椭圆上一点M 向x轴作垂线,恰好通过椭圆的左焦点F 1,向量与OM 是共线向量。
(1)求椭圆的离心率e ;(2)设Q 是椭圆上任意一点, F 1、F 2分别是左、右焦点,求∠F 1QF 2的取值范围;(3)设焦点三角形21F QF 中,21θ=∠QF F 则2tan221θb S QF F =∆。
解:(1)∵a b y c x c F M M 21,),0,(=-=-则,∴acb k OM 2-=。
∵OM a b k AB 与,-=是共线向量,∴ab ac b -=-2,∴b=c,故22=e 。
(2)设1122121212,,,2,2,FQ r F Q r F QF r r a F F c θ==∠=∴+==22222221212122121212124()24cos 11022()2r r c r r r r c a a r r r r r r r r θ+-+--===-≥-=+当且仅当21r r =时,cos θ=0,∴θ]2,0[π∈。
(3)θcos 2)2(2122212212QF QF QF QF F F c -+==)cos 1(2)(21221θ+-+=QF QF QF QF θθθcos 12)cos 1(244)cos 1(24)(222222121+=+-=+-+=∴b c a c QF QF QF QF 2tan sin cos 1sin ||||21222121θθθθb b QF QF S QF F =+==∆巩固练习 2. P 是椭圆16410022=+y x 上的一点,F 1 F 2是焦点,若∠F 1PF 2=600,则∆ F 1PF 2的面积是___________________巩固练习 3. 已知F 1、F 2分别是椭圆)0(12222>>=+b a by a x 的左、右焦点, P 是椭圆上的一点, ,90021=∠PF F 求椭圆的离心率的最小值。
巩固练习 4. 在平面直角坐标系xOy 中,已知ABC △的顶点(40)A -,和(40)C ,,顶点B 在椭圆221259x y +=上,则sin sin sin A CB+= (三)小结:1.注意椭圆简单几何性质在问题中作为隐含条件的运用2. 注意椭圆定义及数学思想方法的运用 (四)作业1.已知点P (4,4),圆C :22()5(3)x m y m -+=<与椭圆E :22221(0)x y a b a b+=>>有一个公共点A (3,1),F 1、F 2分别是椭圆的左、右焦点,直线PF 1与圆C 相切.(Ⅰ)求m 的值与椭圆E 的方程;(Ⅱ)设Q 为椭圆E 上的一个动点, 求AP AQ ⋅的取值范围.解.(Ⅰ)点A 代入圆C 方程,得2(3)15m -+=.∵m <3,∴m =1. 圆C :22(1)5x y -+=.设直线PF 1的斜率为k ,则PF 1:(4)4y k x =-+,即440kx y k --+=. ∵直线PF 1与圆C=111,22k k ==或. 当k =112时,直线PF 1与x 轴的交点横坐标为3611,不合题意,舍去.当k =12时,直线PF 1与x 轴的交点横坐标为-4, ∴c =4.F 1(-4,0),F 2(4,0).2a =AF 1+AF 2==a =a 2=18,b 2=2. 椭圆E 的方程为:221182x y +=.(Ⅱ)(1,3)AP =,设Q (x ,y ),(3,1)AQ x y =--,(3)3(1)36AP AQ x y x y ⋅=-+-=+-.∵221182x y +=,即22(3)18x y +=, 而22(3)2|||3|x y x y +⋅≥,∴-18≤6xy ≤18.则222(3)(3)6186x y x y xy xy +=++=+的取值范围是[0,36].3x y +的取值范围是[-6,6].∴36AP AQ x y ⋅=+-的取值范围是[-12,0].2. 已知椭圆C :22221(0)x y a b a b+=>>上的两点Q P 、在x 轴上的射影分别为椭圆的左、右焦点,且Q P 、两点的连线的斜率为2。
(1)求椭圆的离心率e 的大小;(2)设点M (0,3)在椭圆内部,若椭圆C 上的点到点M的最远距离不大于C 的短轴长的取值范围。
解(1)设点00()()P c y Q c y --,,,,其中00y >, ∵ 点P 在椭圆上,∴ 220221y c a b +=,∴422002b b y y a a==±,∴22()()b b P c Q c a a--,,,,∴22222PQ b b a k c ac ===,22)a c ac -=2)e e -=,解得e =2e =. (2)由(1)知,a c b ==,,故椭圆方程为222212x y b b+=∵点M (0,3)在椭圆内部,∴ 3b >.设()N x y ,为椭圆上任意一点,则22222(3)(3)218MN x y y b =+-=-+++ 其中b y b -≤≤.∵3b >,∴3b --<,∴当3y =-时,2MN 的最大值为2218b +.依题意:250MN MN ≤∴≤, ∴221850b +≤. ∴ 04b ≤<, 又3b >,∴34b ≤<,即628b ≤< ∴椭圆的短轴长的取值范围是(]68,.(五)备选习题1.已知椭圆C 的中心在坐标原点,焦点在x 轴上,椭圆C 上的点到焦点距离的最大值为3,最小值为1.(1)求椭圆C 的标准方程;(2)若直线l :y=kx+m 与椭圆C 相交于A,B 两点(A,B 不是左右顶点),且以AB 为直径的圆过椭圆C 的右顶点.求证:直线l 过定点,并求出该定点的坐标.解:(I )由题意设椭圆的标准方程为22221(0)x y a b a b+=>>,由已知得:3a c +=,1a c -=,2a ∴=,1c =,2223b a c ∴=-= ∴椭圆的标准方程为22143x y += (Ⅱ)设11()A x y ,,22()B x y ,,联立22 1.43y kx m x y =+⎧⎪⎨+=⎪⎩, 得222(34)84(3)0k x mkx m +++-=,22222212221226416(34)(3)03408344(3).34m k k m k m mk x x k m x x k ⎧⎪∆=-+->+->⎪⎪+=-⎨+⎪⎪-⋅=⎪+⎩,即,则, 又22221212121223(4)()()()34m k y y kx m kx m k x x mk x x m k -=++=+++=+,因为以AB 为直径的圆过椭圆的右顶点(20)D ,,1AD BD k k ∴=-,即1212122y yx x •=---, 1212122()40y y x x x x ∴+-++=, 2222223(4)4(3)1640343434m k m mk k k k--∴+++=+++,227164m mk k ∴++= 解得:12m k =-,227k m =-,且均满足22340k m +->, 当12m k =-时,l 的方程为(2)y k x =-,直线过定点(20),,与已知矛盾; 当227k m =-时,l 的方程为27y k x ⎛⎫=- ⎪⎝⎭,直线过定点207⎛⎫⎪⎝⎭,2. 如图,A 为椭圆12222=+by a x (0)a b >>上的一个动点,弦AB 、AC 分别过焦点F 1、F 2.当AC 垂直于x 轴 时,恰好|AF 1|:|AF 2=3:1(I )求该椭圆的离心率;(II )设B F AF 111λ=,C F AF 222λ=,试判断λ1+λ2是否为定值?若是,则求出该定值;若不是,请说明理由.解:(I )当A C 垂直于x 轴时,12:3:1AF AF =,由122AF AF a +=,得132a AF =,22a AF = 在Rt△12AF F 中,21AF =222(2)AF c +解得 e=2. (II )由e =22,则221222=-=-=e a c a a b ,c b =. 焦点坐标为12(0)(0)F b F b -,,,,则椭圆方程为122222=+by b x , 化简有22222b y x =+.设00()A x y ,,1122()()B x y C x y ,,,, ①若直线AC 的斜率存在,则直线AC 方程为)(00b x bx y y --=代入椭圆方程有0)(2)23(20200202=--+-y b y b x by y bx b .由韦达定理得:022022023bx b y b y y --=,∴0202223bx b y b y --=所以bx b y y CF AF 02022223-=-==λ,同理可得b x b b x b 0012323+=---=λ 故λ1+λ2=66=bb.②若直线AC x ⊥轴,b x =0,12=λ,5231=+=bbb λ ∴λ1+λ2=6.综上所述:λ1+λ2是定值6.。