全国优质课-椭圆的几何性质
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诚西郊市崇武区沿街学校2.2.2椭圆的简单几何性质设计一.教学内容解析:椭圆是生活中常见的曲线,研究它的几何性质,对于后续学习圆锥曲线有重要的指导作用,也为研究双曲线和抛物线奠定了根底。
研究曲线的性质,可以从整体上把握曲线的形状,大小和位置。
利用方程研究椭圆的简单几何性质之前,先引导学生想一想我们应该关注椭圆哪些方面性质。
研究椭圆的详细性质之前,先让学生观察图形直观得到性质,而后利用方程去研究。
根据曲线的条件求出曲线的方程,假设说是解析几何的手段,那么根据曲线的方程研究它的几何性质那么可以说是解析几何的一个手段。
方程研究曲线性质,即代数方法解决几何问题,将复杂的几何关系的研究转化为对曲线方程特点的分析,代数方法可以程序化地进展运算,代数法研究曲线的性质有较强的规律性,这是当年Descartes 创立解析几何的直接目的。
二.教学目的设置: (一)知识与技能:1.给定椭圆标准方程,能说出椭圆的范围,对称性,顶点坐标和离心率;2.在图形中,能指出椭圆中e c b a ,,,的几何意义及其互相关系;3.知道离心率大小对椭圆扁平程度的影响; (二)过程与方法:1.通过画图并观察得到椭圆的一些性质,培养学生观察分析意识;2.方程研究椭圆性质,让学生感受到解析几何的目的——代数法研究几何问题;3.让学生注意“顶点〞“椭圆中心〞的概念,体会到特殊与一般的区别;4.通过设置填表和例2〔2〕,让学生体会类比法和分类讨论的重要性。
(三)情感态度与价值观:讨论打破难点,培养学生意识;通过对椭圆对称性及离心率对椭圆形状影响的研究,让学生感受到数学美;方程研究曲线的性质,可以程序化运算,感悟数学家创立解析几何的目的;结合之前的学习,学生发现曲线与方程的互相结合,体会出事物的辩证统一,互相转化的唯物主义。
三.学生学情分析:本班学生数学根底参差不齐,学习程度开展不平衡;学生已熟悉和掌握椭圆定义及其标准方程,学生有动手体验和探究的兴趣,有一定的观察分析和逻辑推理的才能;学生接触过由函数解析式研究函数图像的性质,由方程求过直线和圆的一些特殊点;离心率概念比较抽象,直接引入比较突兀,给学生明确的问题,结适宜当的点拨与演示,是非常必要的。
第52讲椭圆的几何性质一、课程标准1、掌握椭圆的性质,能够正确求出椭圆的性质2、掌握求椭圆的离心率的值以及离心率的范围3、掌握直线与椭圆的位置关系二、基础知识回顾1、椭圆的标准方程和几何性质2、焦半径:椭圆上的点P(x0,y0)与左(下)焦点F1与右(上)焦点F2之间的线段的长度叫做椭圆的焦半径,分别记作r1=|PF1|,r2=|PF2|.(1)x2a2+y2b2=1(a>b>0),r1=a+ex0,r2=a-ex0;(2)y2a2+x2b2=1(a>b>0),r1=a+ey0,r2=a-ey0;(3)焦半径中以长轴为端点的焦半径最大和最小(近日点与远日点).3、焦点三角形:椭圆上的点P(x0,y0)与两焦点构成的△PF1F2叫做焦点三角形,∠F1PF2=θ,△PF1F2的面积为S,则在椭圆x2a2+y2b2=1(a>b>0)中(1)当P为短轴端点时,θ最大.(2)S =12|PF 1||PF 2|·sin θ=b 2tan θ2=c |y 0|,当|y 0|=b 时,即点P 为短轴端点时,S 取最大值,最大值为bc . (3)焦点三角形的周长为2(a +c ).4、.AB 为椭圆x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0)的弦,A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),弦中点M (x 0,y 0),则 (1)弦长l =1+k 2|x 1-x 2|=1+1k 2|y 1-y 2|;(2)直线AB 的斜率k AB =-b 2x 0a 2y 0.5、直线与椭圆的关系将直线方程与椭圆方程联立,消去一个变量得到关于x(或y)的一元二次方程ax 2+bx +c =0(或ay 2+by +c =0).再求一元二次方程的判别式Δ,当: ①Δ>0⇔直线与椭圆相交; ②Δ=0⇔直线与椭圆相切; ③Δ<0⇔直线与椭圆相离.6、设直线l 与椭圆的交点坐标为A(x 1,y 1),B(x 2,y 2),k 为直线l 斜率,则AB =(1+k 2)|x 1-x 2|.三、自主热身、归纳总结1、直线y =kx -k +1(k 为实数)与椭圆x 29+y 24=1的位置关系为( )A . 相交B . 相切C . 相离D . 相交、相切、相离都有可能 【答案】A【解析】 直线y =kx -k +1=k(x -1)+1恒过定点(1,1).∵点(1,1)在椭圆内部,∴直线与椭圆相交.故选A .第2题图2、如图,在平面直角坐标系xOy 中,已知A ,B 1,B 2分别为椭圆C :x 2a 2+y 2b 2=1(a>b>0)的右、下、上顶点,F是椭圆C 的右焦点.若B 2F ⊥AB 1,则椭圆C 的离心率是____. 【答案】5-12【解析】 ∵kB 2F ·kAB 1=-1,-b c ·b a =-1,b 2=ac ,即a 2-c 2=ac ,∴e =ca =5-12.3、中心为原点,一个焦点为F (0,52)的椭圆,截直线y =3x -2所得弦中点的横坐标为12,则该椭圆的方程是____________. 【答案】:x 225+y 275=1【解析】:由题设知c =52,设椭圆方程为x 2a 2-50+y 2a2=1,联立方程⎩⎨⎧x 2a 2-50+y 2a2=1,y =3x -2,消去y ,整理得(10a 2-450)x 2-12(a 2-50)x +4(a 2-50)-a 2(a 2-50)=0,由根与系数的关系得x 1+x 2=12(a 2-50)10a 2-450=1,解得a 2=75,所以椭圆方程为x 225+y 275=1. 4、已知直线y =-x +1与椭圆x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0)相交于A ,B 两点,若椭圆的离心率为22,焦距为2,则线段AB 的长是( )A.223B.423C. 2 D .2【答案】B【解析】由条件知c =1,e =c a =22,所以a =2,b =1,椭圆方程为x 22+y 2=1,联立直线方程与椭圆方程可得交点坐标为(0,1),⎝⎛⎭⎫43,-13,所以|AB |=423. 5、(一题两空)已知点F 1,F 2分别是椭圆x 225+y 29=1的左、右焦点,点P 在此椭圆上,则椭圆离心率为________,△PF 1F 2的周长为________. 【答案】4518【解析】由椭圆方程知a =5,b =3,c =4,所以其离心率e =c a =45.△PF 1F 2的周长为2a +2c =10+8=18.四、例题选讲考点一 椭圆的离心率的值例1 (1)如图,在平面直角坐标系xOy 中,已知椭圆x 2a 2+y 2b2=1(a >b >0)的左顶点为A ,左焦点为F ,第(1)题图上顶点为B ,若∠BAO +∠BFO =90°,则椭圆的离心率是____.(2)已知O 为坐标原点,F 是椭圆C :x 2a 2+y 2b 2=1(a>b>0)的左焦点,A ,B 分别为椭圆C 的左、右顶点.P为椭圆C 上一点,且PF ⊥x 轴.过点A 的直线l 与线段PF 交于点M ,与y 轴交于点E.若直线BM 经过OE 的中点,则C 的离心率为____. 【答案】(1) 5-12 (2)13【解析】 (1)由∠BAO +∠BFO =90°,∠BAO +∠ABO =90°,得∠BFO =∠ABO.又∠AOB =∠AOB ,∴△ABO ∽△BFO ,∴OB OF =AO BO ,即b c =a b,得ac =b 2=a 2-c 2,变形得e 2+e -1=0,解得e =5-12或-5-12(舍),∴椭圆的离心率为5-12. (2)设M(-c ,m),则E(0,am a -c ),OE 的中点为D ,则D(0,am 2(a -c )),又B ,D ,M 三点共线,∴m2(a -c )=m a +c,解得a =3c ,∴e =13.变式1、(1)已知F 1,F 2是椭圆C :x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0)的左、右焦点,A 是C 的左顶点,点P 在过A 且斜率为36的直线上,△PF 1F 2为等腰三角形,∠F 1F 2P =120°,则C 的离心率为( )A.23 B.12 C.13 D.14【答案】 D变式2、(四川省乐山一中2019届质检)设F 是椭圆C :x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0)的一个焦点,P 是椭圆C 上的点,圆x 2+y 2=a 29与线段PF 交于A ,B 两点,若A ,B 三等分线段PF ,则椭圆C 的离心率为( ) A.33B.53C.104D.175 【答案】D【解析】如图,取线段PF 的中点H ,连接OH ,OA .设椭圆另一个焦点为E ,连接PE .∵A ,B 三等分线段PF ,∴H 也是线段AB 的中点,即OH ⊥AB .设|OH |=d ,则|PE |=2d ,|PF |=2a -2d ,|AH |=a -d3.在Rt △OHA 中,|OA |2=|OH |2+|AH |2,解得a =5d . 在Rt △OHF 中,|FH |=45a ,|OH |=a5,|OF |=c . 由|OF |2=|OH |2+|FH |2, 化简得17a 2=25c 2,c a =175. 即椭圆C 的离心率为175.故选D.变式3、焦点在x 轴上的椭圆方程为x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0),短轴的一个端点和两个焦点相连构成一个三角形,该三角形内切圆的半径为b3,则椭圆的离心率为( )A.14B.13C.12D.23 【答案】C【解析】由短轴的一个端点和两个焦点相连构成一个三角形,又由三角形面积公式得12×2c ×b =12(2a +2c )×b3,得a =2c ,即e =c a =12,故选C.变式4、(2017苏北四市一模) 如图,在平面直角坐标系xOy 中,已知A ,B 1,B 2分别为椭圆C :x 2a 2+y 2b 2=1(a>b >0)的右、下、上顶点,F 是椭圆C 的右焦点.若B 2F ⊥AB 1,则椭圆C 的离心率是________.【答案】5-12【解析】因为F (c,0),B 2(0,b ),B 1(0,-b ),A (a,0),所以B 2F →=(c ,-b ),B 1A →=(a ,b ).因为FB 2⊥AB 1,所以ac -b 2=0,即c 2+ac -a 2=0,故e 2+e -1=0,解得e =-1+52(负值舍去).方法总结:求离心率的值关键是找到等式关系,解出a 与c 的关系,进而求出离心率。
椭圆的几何性质教学章节:第一章椭圆的定义与基本性质教学目标:1. 理解椭圆的定义及其基本性质;2. 掌握椭圆的标准方程及其参数;3. 能够运用椭圆的性质解决实际问题。
教学内容:1. 椭圆的定义:椭圆是平面上到两个固定点(焦点)距离之和为常数的点的轨迹。
2. 椭圆的基本性质:a. 椭圆的两个焦点距离为定值,称为椭圆的焦距;b. 椭圆的半长轴长度为定值,称为椭圆的半长轴;c. 椭圆的半短轴长度为定值,称为椭圆的半短轴;d. 椭圆的面积为定值,等于πab;e. 椭圆上任意一点到两个焦点的距离之和等于椭圆的长轴长度。
教学步骤:1. 引入椭圆的概念,引导学生思考椭圆的特点和性质;2. 给出椭圆的定义,解释椭圆的焦距、半长轴、半短轴等基本概念;3. 通过实例和图形,展示椭圆的性质,引导学生理解和记忆;4. 练习椭圆的标准方程及其参数,巩固学生对椭圆的理解;5. 运用椭圆的性质解决实际问题,提高学生的应用能力。
教学评价:1. 课堂讲解的清晰度和连贯性;2. 学生对椭圆定义和性质的理解程度;3. 学生对椭圆标准方程及其参数的掌握情况;4. 学生运用椭圆性质解决实际问题的能力。
教学资源:1. 教学PPT或黑板;2. 椭圆的图形和实例;3. 练习题和实际问题。
教学建议:1. 通过实例和图形,让学生直观地理解椭圆的性质;2. 鼓励学生提问和参与讨论,提高学生的思考和表达能力;3. 注重练习题的讲解和反馈,帮助学生巩固知识;4. 结合实际问题,引导学生运用椭圆的性质解决问题。
椭圆的几何性质(续)教学章节:第六章椭圆的离心率教学目标:1. 理解椭圆离心率的定义及其几何意义;2. 学会计算椭圆的离心率;3. 能够运用椭圆的离心率解决实际问题。
教学内容:1. 椭圆的离心率定义:椭圆的离心率是焦距与半长轴之比,用e表示;2. 椭圆的离心率几何意义:离心率e反映了椭圆的扁率,e越接近1,椭圆越扁;3. 计算椭圆的离心率公式:e = c/a,其中c是焦距,a是半长轴。
椭圆的简单几何性质教学目标:1. 理解椭圆的定义及其基本性质。
2. 掌握椭圆的长轴、短轴、焦距等几何参数的计算方法。
3. 能够运用椭圆的性质解决相关几何问题。
教学重点:1. 椭圆的定义及其基本性质。
2. 椭圆几何参数的计算方法。
教学难点:1. 椭圆性质的应用。
教学准备:1. 教学课件或黑板。
2. 尺子、圆规等绘图工具。
教学过程:一、导入1. 引导学生回顾圆的性质,提出问题:“如果将圆的半径缩小,圆的形状会发生什么变化?”2. 学生讨论并得出结论:圆的形状会变成椭圆。
二、新课讲解1. 引入椭圆的定义:椭圆是平面上到两个固定点(焦点)距离之和为常数的点的轨迹。
2. 讲解椭圆的基本性质:a) 椭圆的两个焦点对称,且位于椭圆的长轴上。
b) 椭圆的长轴是连接两个焦点的线段,短轴是垂直于长轴的线段。
c) 椭圆的半长轴a和半短轴b是椭圆的几何参数,焦距2c与a、b之间的关系为c^2=a^2-b^2。
3. 演示如何用尺子和圆规绘制椭圆,并引导学生动手实践。
三、案例分析1. 给出一个椭圆,让学生计算其长轴、短轴和焦距。
2. 学生分组讨论并解答,教师巡回指导。
四、课堂练习1. 布置课堂练习题,让学生运用椭圆的性质解决问题。
2. 学生独立完成练习题,教师批改并给予反馈。
五、总结与拓展1. 总结本节课所学的椭圆的基本性质和几何参数的计算方法。
2. 提出拓展问题:“椭圆在实际应用中有什么意义?”,引导学生思考和探索。
教学反思:本节课通过导入、新课讲解、案例分析、课堂练习和总结与拓展等环节,使学生掌握了椭圆的基本性质和几何参数的计算方法。
在教学过程中,注意引导学生主动参与、动手实践,提高学生的学习兴趣和积极性。
通过课堂练习和拓展问题,培养学生的思维能力和解决问题的能力。
但在教学过程中,也要注意对学生的个别辅导,确保每个学生都能跟上教学进度。
六、椭圆的离心率1. 引入离心率的定义:椭圆的离心率e是焦距c与半长轴a之比,即e=c/a。
椭圆的简单几何性质教学目标:1. 理解椭圆的定义及其基本几何性质。
2. 学会运用椭圆的性质解决相关问题。
3. 培养学生的观察能力、推理能力和解决问题的能力。
教学内容:1. 椭圆的定义2. 椭圆的焦点3. 椭圆的长轴和短轴4. 椭圆的离心率5. 椭圆的面积教学准备:1. 教学课件或黑板2. 椭圆模型或图片3. 直尺、圆规等绘图工具教学过程:一、导入(5分钟)1. 引入椭圆的概念,展示椭圆模型或图片,让学生观察并描述椭圆的特点。
2. 引导学生思考:椭圆与其他几何图形(如圆、矩形等)有什么不同?二、椭圆的定义(10分钟)1. 给出椭圆的定义:椭圆是平面上到两个定点(焦点)距离之和等于常数的点的集合。
2. 解释椭圆的焦点概念,说明焦点的作用。
3. 引导学生通过实际操作,绘制一个椭圆,并标记出焦点。
三、椭圆的焦点(10分钟)1. 介绍椭圆的焦点与椭圆的离心率的关系。
2. 引导学生通过实际操作,观察焦点的位置与椭圆的形状之间的关系。
3. 解释椭圆的离心率的定义及其几何意义。
四、椭圆的长轴和短轴(10分钟)1. 介绍椭圆的长轴和短轴的概念。
2. 引导学生通过实际操作,测量和记录椭圆的长轴和短轴的长度。
3. 解释长轴和短轴与椭圆的形状之间的关系。
五、椭圆的面积(10分钟)1. 介绍椭圆的面积的计算公式。
2. 引导学生通过实际操作,计算一个给定椭圆的面积。
3. 解释椭圆面积与长轴和短轴之间的关系。
教学评价:1. 通过课堂讲解和实际操作,学生能够理解椭圆的定义及其基本几何性质。
2. 通过解决问题和完成作业,学生能够运用椭圆的性质解决相关问题。
3. 通过课堂讨论和提问,学生能够展示对椭圆的理解和应用能力。
六、椭圆的离心率(10分钟)1. 回顾椭圆的离心率的定义和计算方法。
2. 引导学生通过实际操作,观察离心率与椭圆的形状之间的关系。
3. 解释离心率在几何中的应用,如椭圆的焦点和直线的交点等。
七、椭圆的参数方程(10分钟)1. 介绍椭圆的参数方程及其意义。
椭圆的简单几何性质(系列课)浙江省象山中学 蒋 亮一、教案描述:椭圆的简单几何性质包括椭圆的范围、对称性、顶点、离心率、椭圆的第二定义等等,教材中单独地把它分成几块拿出来讨论,显得极不自然。
特别是椭圆的第二定义,教材通过一个例子给出,思路不蹈常规,这一切都是教材的简洁性决定的。
我在教学设计中,创设了问题情境,把这些内容有机地串联起来,整个过程如同一次重大战役,环环紧扣,层层深入,促进学生思维的展开,增强创新意识的培养。
过程如下:(一)、以问题为中心,注重过程教学。
首先,设计如下情境,提出反常规的问题。
师:上几节课,我们导出了椭圆的标准方程,整个过程严谨周密,现摘录如下: 设M ()y x ,是椭圆上任意一点,焦点F 1和F 2的坐标分别是()0,c -,()0,c (图1)。
由椭圆的定义可得: ()())1(22222a y c x y c x =+-+++ 将这个方程移项,两边平方得 ())2(222y c x a cx a +-=- 两边再平方,整理得)3()0(12222>>=+b a by a x 问题1:为什么将(3)式作为椭圆的标准方程?对于这一问题学生首先会感到奇怪,似乎(3)式作为标准方程那是顺理成章的,进而会展开热烈的讨论,教师总结一下大致有以下几点理由:1、(3)式简捷,具有对称的美感。
2、(3)式为我们提供了求椭圆轨迹的标准方程,方便用待定系数法求解轨迹的方程。
3、根据解析几何用曲线的方程研究曲线的几何性质这一特点,(3)式方便研究椭圆的几何性质。
针对上述理由3,教师可以组织学生就如何利用(3)式从整体上把握椭圆的曲线的形状,展开讨论。
这样便自然引出:范围、对称性、顶点、离心率等课文要求的内容。
若要进一步研究椭圆的曲线,自然需要列表、描点、连线等常用手段,于是课文中的例1便自然出来了。
上述讨论需要一个课时左右。
(二)以探究为热点,培养创新意识。
由于有了第一节课的基础,本节课教师的问题设计显然容易且自然多了。