江西省横峰中学高中数学 第三章 第一课 椭圆及其标准方程教学案 新人教A版选修21
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《椭圆及其标准方程》教学设计一、教材分析1《椭圆及其标准方程》是《普通高中课程标准实验教科书·数学选修2-1》(人教A版)第二章《圆锥曲线》第二节的内容,分三课时完成第一课时讲解椭圆的定义及其标准方程;第二课时讲解运用椭圆的定义及其标准方程解题,巩固求曲线方程的两种基本方法,即待定系数法、定义法;第三课时讲解运用中间变量法求动点轨迹方程的基本思路。
本节是第一课时2本节内容是在学习了曲线和方程之后,对这一知识的应用。
是继学生学习了直线和圆的方程,对曲线的方程的概念有了一定了解,对用坐标法研究几何问题有了初步认识的基础上,进一步学习用坐标法研究曲线。
椭圆的学习可以为后面研究双曲线、抛物线提供基本模式和理论基础因此这节课有承前启后的作用,是本章和本节的重点内容之一。
二、学情分析1我所授课的班级是普通中学的特长班。
特长生是一个特殊群体,基础差,学习自信心不足,学生解决问题的能力较弱,但思维比较活跃,这是这个群体显著的特点。
2本节内容是在选修2-1中,学生已经在必修内容中学习了直线和圆的方程,并且在选修2-1的第二章学习了曲线和方程,学生已初步掌握了求轨迹问题根本方法,但掌握度不够。
3学生计算能力较弱,因此在方程的推导中会遇到障碍。
在求椭圆标准方程时,会遇到比较复杂的根式化简问题,而这些在目前初中代数中都没有详细介绍,初中代数不能完全满足学习本节的需要。
4经过近一学年的引导、鼓励,学生学习数学的积极性较高。
三、教学目标1、知识目标(1)理解椭圆的定义,明确焦点、焦距的概念。
(2)掌握椭圆标准方程的推导及标准方程。
(3)通过对椭圆方程的求解熟练求曲线方程的基本方法。
2、能力目标通过两种不同形式标准方程的对比,培养学生分析、归纳的能力。
3、情感目标营造亲切、和谐的氛围,以“趣”激学。
引导学生用运动变化的观点发现问题、探索问题、解决问题,培养学生的创新意识,体会数学的简捷美、和谐美。
培养合作学习的意识,体会成功带来的喜悦。
3.1.1椭圆及其标准方程一、内容和内容解析1.内容在学习直线和圆的方程的基础上,抽象椭圆的几何特征,然后建立它的标准方程,再利用方程研究它的几何性质,并利用它们解决简单的实际问题.2.内容解析教材关于圆锥曲线部分安排了三节内容.这三节分别对应着相应的三种圆锥曲线椭圆、双曲线、抛物线.这三种曲线的研究背景、研究问题、研究方法具有高度的相似性.在椭圆的概念部分,在问题“椭圆具有怎样的几何特性?”的引领下进行画图操作,从中发现椭圆的几何特征,进而获得椭圆的概念.椭圆的标准方程部分,先根据椭圆的几何特性建立坐标系,然后通过代数运算得到椭圆的标准方程.上述过程体现了研究圆锥曲线的一般思路和方法,包括如何发现曲线的几何特征、如何建立适当的坐标系、如何简化与优化方程、如何运用方程进行研究等.二、目标和目标解析1.目标(1)了解圆锥曲线的实际背景,及圆锥曲线在刻画现实世界和解决实际问题中的应用. (2)经历从具体情境中抽象出椭圆的过程.(3)掌握椭圆定义以及椭圆标准方程.2.目标解析达成上述目标的标志是:(1)能通过观察平面截圆锥认识到如何得到不同的圆锥曲线.(2)能通过实例知道圆锥曲线在生产生活中有广泛的应用.(3)能通过椭圆的绘制过程,认识椭圆的几何特征,给出椭圆定义.(4)通过能通过求曲线方程的方法,得到椭圆的标准方程.(5)在求解椭圆标准方程的过程中,体会建立曲线方程的方法,发展直观想象、数学运算素养.三、教学问题诊断分析学生对坐标法已有初步的认识,通过直线和圆的方程的学习,对用坐标法研究曲线的基本思路与方法已有了解,但还不善于自觉运用坐标法,在学习中会遇到如下难点.第一,如何抽象出椭圆的几何特征.在绘制过程中,笔尖将细绳分为两段,它们都不是定长,但是总长度一定.第二,如何建立适当的坐标系.建立坐标系的标准是所得方程简单.第三,推导过程中,遇到根式的化简,如何进行两次平方得到最后结果,需要学生有较强的运算能力以及对运算结果的预测能力.四、教学过程设计(一)背景讲解师生活动:教师讲解圆锥曲线的产生以及应用领域.设计意图:让学生了解圆锥曲线的由来以及在实际生活中的应用,激发学生们的学习欲望. (二)新课导入问题1:与一定点的距离等于定长的点的集合是什么?师生活动:教师进行讲解.设计意图:回顾圆的定义引出椭圆定义.问题2:那么与两定点的距离之和为一定长的点的集合又是什么图形呢?师生活动:教师进行讲解,引出小实验.设计意图:利用类比的方法,让学生体会椭圆与圆在定义上的区别与联系.小实验:1.在一张白纸上用两个钉子固定两个点F1,F2取一条定长为l的细绳,使它的两端固定.2.在F1,F2上,用笔绷住细绳使它慢慢移动.师生活动:教师进行讲解并进行动画演示.设计意图:让学生从直观的动画演示,理解椭圆的形成过程.(三)新课讲解师生活动:教师讲解椭圆定义,并给出焦点、焦距、半焦距的定义.问题:PF1与PF2的距离之和与定点F1与F2之间的距离之间不同的大小关系,对应的动点轨迹是什么?设计意图:让学生对椭圆有准确的理解,体会分类讨论的数学思想.问题:求曲线方程的基本步骤是什么?追问:建立平面直角坐标系遵循的原则是什么?师生活动:教师讲解.设计意图:为推导椭圆标准方程做前期准备.师生活动:利用椭圆定义以及求曲线方程的方法推导椭圆标准方程.设计意图:让学生巩固求曲线方程的操作步骤,感受椭圆标准方程的推导过程.师生活动:方程的曲线和曲线的方程的检验.设计意图:经过检验的过程,让学生体会曲线的方程和方程的曲线.问题:焦点在y轴上的椭圆标准方程是什么呢?师生活动:教师讲解.设计意图:让学生体会,不同的坐标系下椭圆的不同的标准方程.问题:你能小结出椭圆标准方程的特点吗?师生活动:教师讲解.设计意图:加深学生对椭圆标准方程的记忆.(四)应用巩固例1.已知椭圆的两个焦点分别是(-2,0),(2,0),并且经过点⎪⎭⎫ ⎝⎛-2325,, 求它的标准方程.师生活动:教师讲解.设计意图:体会求椭圆标准方程的一般解法.例2 如图,在圆x 2+y 2=4上取任意一点P ,过点P 作x 轴的垂线段PD ,D 为垂足.当点P 在圆上运动时,线段PD 的中点M 的轨迹是什么?为什么?师生活动:教师讲解.设计意图:让学生体会椭圆与圆的联系与区别.例3 如图设A ,B 两点的坐标分别为(-5,0),直线AM ,BM 相交于点M ,且他们的斜率之积是94-,求点M 的轨迹方程. 师生活动:教师讲解.设计意图:让学生巩固曲线方程的一般步骤.(五)回顾反思本节课从思想方法以及知识点两方面进行小结.1.本节课需要掌握一种方法(待定系数法)和 两种思想(数形结合、分类讨论)2.椭圆的定义以及椭圆的标准方程.3.教师带领学生完成知识体系表.五、布置作业1.教材P109 练习 2(3). 3 .4.2.教材P115 习题3.1 1.2.4.六、目标检测设计1.如果椭圆13610022=+y x 上一点P 与焦点F 1的距离为6,那么点P 与另一个焦点F 2的距离为多少?师生活动:教师讲解.设计意图:巩固椭圆定义.2. 求适合下列条件的椭圆的标准方程.(1)a =4,b =1,焦点在x 轴上;(2)a =4,c =15,焦点在y 轴上. 师生活动:教师讲解.设计意图:让学生体会椭圆标准方程的一般求法.。
《椭圆及其标准方程》教学设计【设计理念】以单元整体性作为新的设计理念,把三种圆锥曲线在第一节课全部展示,在教学过程中重点强调了坐标法对于研究圆锥曲线的重要作用。
充分利用各种学习资源(包括文字教材、音像资料、多媒体课件、软件工具以及从Internet上获取的各种教学信息等等),通过“情境创设”、“协作学习”、“小组研讨”,逐步体会椭圆及其标准方程的获得过程,培养学生的数学审美素养、数学运算素养和数形结合素养。
介绍坐标法和机械数学的发展历程和世界及中国的著名数学家吴文俊的“吴方法”,激励同学们学习的斗志,学习榜样的力量,了解数学历史和文化。
高中数学课程应该返璞归真,努力揭示数学概念、法则、结论的发展过程和本质,让学生体会蕴涵在其中的思想方法。
在“椭圆及其标准方程”的引入与推导中,遵循学生的认识规律,通过动手实践、观察思考、合作交流、应用反思等过程,让学生逐步将认识由感性上升到理性,把学生学习知识当作认识事物的过程来进行教学,努力揭示知识的发生、发展过程。
【教材分析】解析几何是数学一个重要的分支,它沟通了数学内数与形、代数与几何等最基本对象之间的联系。
平面解析几何问题,就是借助建立适当的坐标系,科学合理地把几何问题代数化,运用代数的方法来研究几何问题。
《椭圆及其标准方程》2019人教A版新教材选择性必修第一册第三章的第一节,是继学习圆以后运用“曲线与方程”思想解决二次曲线问题的又一实例,从知识上说,本节课是对坐标法研究几何问题的又一次实际运用,同时也是进一步研究椭圆几何性质的基础;从方法上说,它为进一步研究双曲线、抛物线提供了基本模式和理论基础,因此本节课起到了承上启下的重要作用.【学情分析】知识层面:在选择性必修第一册第二章里学生已经学习了直线和圆的方程,并初步熟悉了求曲线方程的一般方法和步骤,具备主动探究椭圆知识的基础;根据日常生活中的经验,学生对椭圆有了一定的认识,但仍没有上升到成为“概念”的水平,将感性认识理性化将会是对他们的一个挑战;在初中阶段没有涉及过含两个字母、两个根式的方程化简问题;学习层面:椭圆与圆相似,在生活中常见,相比函数等抽象概念,学生更易理解,因此在学习中学生更易接受,学习兴趣也更加浓厚。
尊敬的各位老师,大家好:今天我说课的课题是《椭圆及其标准方程》。
对于本节课,我将以教什么,怎么教,为什么这样教为思路,从教材分析、学情分析、教学目标及核心素养、教学重难点、教法学法、教学过程和板书设计七个方面展开我的说课。
本节课是人教A版高中《数学》(选择性必修一)第三章第一节“椭圆及其标准方程”第一课时内容。
本节内容是在学生学习了直线与圆后,“坐标法”研究“曲线方程”的又一实例,是解析几何初步知识的深化和延续;从知识的前后联系来看,椭圆的学习是坐标法的进一步深入,同时它也是学习椭圆几何性质的基础;从方法上说,它为后续研究双曲线、抛物线提供基本模式和理论基础,是进一步学习圆锥曲线的重要模型.因此本节课有承前启后的作用。
从教材编排上讲,三种圆锥曲线独编一章,更突出了椭圆的重要地位。
将曲线及其方程结合起来,体现数形结合的思想方法。
学生已经学习了直线与圆的方程,对用坐标法研究几何问题已经有了初步认识。
对探究点的轨迹问题也有一定的基础知识和学习能力,这有利于学生实现从“旧知”向“新知”的迁移。
由于椭圆的几何特征比圆复杂,学生对于从哪个角度入手抽象椭圆的几何特征有一定的困难。
另外,在方程推导过程中,对于含两个根号的方程的化简,学生之前接触较少,完成起来有些困难,需要教师作适当的引导与小组合作讨论。
故本节课难度设置不应过高,设计问题时应多作铺垫,扫清学习障碍,保护学生学习积极性、主动性。
[确定依据] 根据以上对教材的分析和学情的把握,我确定了以下目标:1. 理解椭圆的定义,掌握椭圆的标准方程及推导,会利用待定系数法求椭圆的标准方程。
2. 通过动手画图的实践操作,感知、观察动点形成轨迹的过程,经历从具体情境中抽象出椭圆的过程,掌握椭圆的定义,提升学生的直观想象、数学抽象的核心素养。
3.通过建立适当的坐标系,列出方程并化简变形,体会含有两个根式方程的化简过程,同时得到椭圆的标准方程,用以解决简单问题,培养数学建模、数学运算的核心素养。
椭圆及其标准方程一、教材分析本节课选自《2019人教A版高中数学选择性必修第一册》第三章《圆锥曲线的方程》,本节课主要学习椭圆及其标准方程从知识上讲,椭圆的标准方程是解析法的进一步运用,同时它也是进一步研究椭圆几何性质的基础;从方法上讲,它为我们研究双曲线、抛物线这两种圆锥曲线提供了基本模式和理论基础;从教材编排上讲,现行教材中把三种圆锥曲线独编一章,更突出了椭圆的重要地位.因此本节课有承前启后的作用,是本章和本节的重点内容.是几何的研究实现了代数化。
数与形的有机结合,在本章中得到了充分体现。
二、教学目标与核心素养三、教学重、难点重点:椭圆的定义及椭圆的标准方程难点:运用标准方程解决相关问题【思考】(1)让绳长等于两点F(2)让绳长等于两点F【方案一】如果椭圆的焦点为F1和F2,焦距为2c,而且椭圆上的动点P满足,|PF1|+|PF2|=2a其中a>c>0. 以F1F2所在直线为x轴,线段的垂直平分线为y轴,建立平面直角坐标系,如图所示:此时,椭圆的焦点分别为F1(−c,0)和F2(c,0)椭圆的标准方程√(x+c)2+y2+√(x−c)2+y2=2a. ①为了化简方程①,我们将其左边一个根式移到右边,得得√(x+c)2+y2=2a−√(x−c)2+y2.②对方程②两边平方,得(x+c)2+y2=4a2−4a√(x−c)2+y2+(x−c)2+y2整理,得a2−cx=a√(x−c)2+y2③对方程③两边平方,得a4−2a2cx+c2x2=a2x2−2a2cx+a2c2+a2y2整理得(a2−c2)x2+a2y2=a2(a2−c2)④将方程④两边同除以a2(a2−c2),得x2 a2+y2a2−c2=1⑤由椭圆的定义可知2a>2c>0 ,即a>c>0,所以a2−c2>0.观察图,你能从中找出表示a,c,√a2−c2的线段吗?由图可知,|PF1|=|PF2|=a,|OF1|=|OF2|=c,|PO|=√a2−c2令b=|PO|=√a2−c2,那么方程⑤就是;x 2a2+y2b2=1(a>b>0) ⑥,称焦点在x轴上的椭圆方程.轴上六、课后思考。
《椭圆及其标准方程》教案一、教学目标1、知识与技能目标理解椭圆的定义。
掌握椭圆的标准方程及其推导过程。
能根据给定条件,求出椭圆的标准方程。
2、过程与方法目标通过动手操作,经历椭圆的形成过程,培养学生的观察、分析和归纳能力。
通过椭圆标准方程的推导,培养学生的逻辑推理和数学运算能力。
3、情感态度与价值观目标让学生感受数学的对称美、简洁美,激发学生学习数学的兴趣。
通过小组合作探究,培养学生的合作精神和创新意识。
二、教学重难点1、教学重点椭圆的定义和标准方程。
2、教学难点椭圆标准方程的推导。
三、教学方法讲授法、直观演示法、探究法四、教学过程1、导入新课展示生活中常见的椭圆形状的物体,如椭圆形的镜子、椭圆形的跑道等,让学生观察并思考这些物体的形状特点。
提问:如何精确地描述椭圆的形状?从而引出本节课的主题——椭圆及其标准方程。
2、椭圆的定义准备一根绳子,将两端固定在黑板上,用粉笔将绳子拉紧并移动粉笔,画出一个椭圆。
引导学生观察并思考:在这个过程中,粉笔运动的轨迹有什么特点?给出椭圆的定义:平面内到两个定点\(F_1\)、\(F_2\)的距离之和等于常数(大于\(|F_1F_2|\))的点的轨迹叫做椭圆。
这两个定点叫做椭圆的焦点,两焦点间的距离叫做椭圆的焦距,记为\(2c\)。
3、椭圆标准方程的推导以经过椭圆两焦点\(F_1\)、\(F_2\)的直线为\(x\)轴,线段\(F_1F_2\)的垂直平分线为\(y\)轴,建立直角坐标系。
设椭圆的焦距为\(2c(c > 0)\),椭圆上任意一点\(M\)的坐标为\((x,y)\),焦点\(F_1\)、\(F_2\)的坐标分别为\((c,0)\)、\((c,0)\)。
根据椭圆的定义,\(|MF_1| +|MF_2| = 2a\)(\(2a >2c\))。
由两点间的距离公式可得:\\begin{align}\sqrt{(x + c)^2 + y^2} +\sqrt{(x c)^2 + y^2} &= 2a\\\sqrt{(x + c)^2 + y^2} &= 2a \sqrt{(x c)^2 + y^2}\\(x + c)^2 + y^2 &= 4a^2 4a\sqrt{(x c)^2 + y^2} +(x c)^2 + y^2\\x^2 + 2cx + c^2 + y^2 &= 4a^2 4a\sqrt{(x c)^2 + y^2} + x^2 2cx + c^2 + y^2\\4cx 4a^2 + 4a\sqrt{(x c)^2 + y^2} &= 0\\a\sqrt{(x c)^2 + y^2} &= a^2 cx\\a^2((x c)^2 + y^2) &=(a^2 cx)^2\\a^2(x^2 2cx + c^2 + y^2) &= a^4 2a^2cx + c^2x^2\\(a^2 c^2)x^2 + a^2y^2 &= a^2(a^2 c^2)\end{align}\令\(b^2 = a^2 c^2\)(\(b > 0\)),则可得椭圆的标准方程为:\(\frac{x^2}{a^2} +\frac{y^2}{b^2} = 1\)(\(a > b> 0\))。
3.1.1 椭圆及其标准方程教学设计一、教学目标1.通过实验发现椭圆的几何特征,理解椭圆的定义;推导椭圆的标准方程,总结建立曲线方程的一般步骤;理解椭圆标准方程中a、b、c具体的几何含义.2.通过引导学生动手尝试画图、发现椭圆的形成过程,进而归纳出椭圆的定义,培养学生观察、抽象、归纳、概括问题的能力,重点提升学生直观想象和数学抽象等核心素养.3.通过经历椭圆标准方程的推导,对学生进行数学思想方法的渗透,培养学生具有利用数学思想方法分析和解决问题的意识,同时增强学生战胜困难的意志品质,并体会数学的简洁美、对称美.二、教学内容本节课的教学内容是椭圆的定义及其标准方程,在此之前,学生学习了直线的方程、圆的方程及曲线与方程等知识,初步学会了建立直角坐标系求动点的轨迹方程等知识。
但学生对“曲线与方程”的内在联系(数形结合思想的具体表现)仅在“圆的方程”一节中有过一次感性认识,并未真正有所感受。
椭圆及其标准方程是整个解析几何部分的重要内容,从知识层面讲,它是运用坐标法求动点轨迹方程并研究曲线性质的首次演练,从方法上讲,它为后续研究其他圆锥曲线提供示范,由此可见,本部分内容和过程中体现的方法都起着承上启下的重要作用,是学习好解析几何的重要基础和关键章节。
通过本节学习,学生一方面认识到椭圆与圆的区别与联系,另一方面也为学生利用方程研究椭圆的几何性质、类比椭圆的研究过程和方法学习双曲线、抛物线奠定基础。
三、学情分析椭圆虽然是生产生活中常见的曲线,但对椭圆几何特征的探究与发现是个难点,因为很难由椭圆的形状想到椭圆的定义.在推导椭圆标准方程时,如何建系、如何选用适当的参数、如何化简含两个根号的式子、如何理解曲线与方程的辩证关系、如何理解引进字母b 的合理性与必要性以及b 的几何意义,这些都对学生有挑战性.四、教学方法引导探究式教学方法,以问题串的形式引导学生主动体验、积极合作、自主建构,形成师生互动的教学氛围.通过有结构、有逻辑的系统学习,逐步形成数学学科观念、数学思维方式和探究技能,促进数学知识和技能的持续结构化,使学生的理性思维不断走向成熟.本节课应先充分调动学生的想象,挖掘积极因素,激发学生兴趣,结合圆的定义,发明创造新的曲线,然后动手操作,教师动画演示,直观认识新发明的曲线,通过对定义的获得、建系方式的选取和方程的推导化简,使学生经历猜测、观察、实验、推理、交流、反思等理性思维,加强运算能力,提高他们提出问题、分析问题和解决问题的能力,通过对定义的概括总结,提高学生数学抽象、逻辑推理等数学素养。
课题:椭圆及其标准方程【教学内容分析】本节课是人教版选择性必修一第三章的第一课时,属于新授概念课。
本课作为圆锥曲线的第一课时,也是利用坐标法研究轨迹问题的起始课。
从圆锥曲线的发展史入手,让学生了解什么是圆锥曲线,再通过大量的圆锥曲线在科技、生产生活中的应用,解释学习圆锥曲线的必要性。
椭圆是圆锥曲线,通过类比学习圆的经历过程,继而对椭圆定义的探究和标准方程的推导,无不体现代数特征与几何特征互化的思想,而这种思想也是圆锥曲线整章内容的核心思想,为后续学习抛物线、双曲线提供了基本模式和理论基础。
通过本节内容的学习,可以为培养学生的动手操作、自主探究、归纳推理能力提供良好的素材。
学生已经在生活中掌握了一些椭圆图形,只是停留在感性没有上升到理性层面。
如何从数学的角度给椭圆以“定量”的描述正是本节课要解决的问题。
【学生情况分析】从基础能力看:物化生组合的学生基础相对较好,通过对圆的知识学习,已初步了解曲线轨迹的思想。
从认知的现状看:学生对双根式的处理比较陌生,如何化简问题通过教师的引导值得期待。
【教学目标分析】椭圆的定义及标准方程的推导。
“直观感知、操作确认”的过程,从而让学生亲身经历知识的形成,由感性认知升华到理性认知。
4.通过学生的自主探究、课堂的讨论、归纳总结、品味寻找表象世界背后规律的乐趣,特别是标准方程的推导,让学生感受数学中的对称美。
【教学重点、难点】教学重点:(1)椭圆的定义(2)椭圆标准方程(3)会根据条件求椭圆的标准方程。
教学难点:椭圆标准方程的推导【教学方法分析】用生活中学生感兴趣的实例引入,遵循:“直观感知—操作确认“的认识过程,用问题引领学生自主探究,形成感性认识与理性认知。
【教具准备】图钉、画板、纸张、多媒体课件【教学过程】(一)创设情境,导入新课情景一:介绍圆锥曲线发展史情景二:展示生活中的有关圆锥曲线应用的图片设计意图:通过对圆锥曲线史介绍,可以让学生了解圆锥曲线由来,再通过科技、生产、建筑等有关圆锥曲线的应用图片加以介绍,让学生理解研究圆锥曲线的必要性,为引入本节课课题做好铺垫。
椭圆及其标准方程一、教学目标:1.知识与技能目标:(1)掌握椭圆定义和标准方程.(2)能用椭圆的定义解决一些简单的问题.2.过程与方法目标:(1)通过椭圆定义的归纳和标准方程的推导,培养学生发现规律、认识规律并利用规律解决实际问题的能力.(2)在椭圆定义的获得和其标准方程的推导过程中进一步渗透数形结合等数学思想和方法3.情感态度与价值观目标:(1)通过椭圆定义的归纳过程获得培养学生探索数学的兴趣.(2)通过标准方程的推导培养学生求简意识并能懂得欣赏数学的“简洁美”.(3)通过师生、生生的合作学习,增强学生团队协作能力的培养,增强主动与他人合作交流的意识.二、教学重点、难点:1.重点:椭圆定义的归纳及其标准方程的推导。
2.难点:椭圆标准方程的推导。
三、教材与教法分析(一)、教材、学习者特征分析:本节课是圆锥曲线的第一课时。
它是在学生学习了直线和圆的方程的基础上,进一步学习用坐标法研究曲线。
椭圆的学习为后面研究双曲线、抛物线提供了基本模式和理论基础。
因此这节课有承前启后的作用,是本章和本节的重点内容;椭圆的标准方程推导过程中,化简两个根式的方程的方法特殊,难度较大,学生初次遇到。
(二)、教学方法和教学策略分析:探究式、启发式教学方法,引导学生主动参与、积极体验、自主探究,形成师生互动的教学氛围。
以启发、引导为主,采用设疑的形式,逐步让学生进行探究性的学习。
充分利用了青少年学生富有创造性和好奇心,敢想敢为,对新事物具有浓厚的兴趣的特点。
让学生根据教学目标的要求和题目中的已知条件,自觉主动地创造性地去分析问题、讨论问题、解决问题。
四、教具:多媒体直尺、细绳、钉子、笔、小木黑板第一课时五、教学过程新课引入2010年10月1日,中国的航天史又被翻开了新的一页,我国自主研制的嫦娥二号探月卫星升上太空,在太空中探索宇宙的奥秘。
这一事件,再一次向世界表明,我们中国人有信心、有能力攀登一个又一个科学高峰。
“嫦娥二号”升空后,准确的进入预定轨道,它运行中期的轨道是一个椭圆。
3.1.1《椭圆及其标准方程》一、教学内容分析本节课是高中新课程人教A版数学选择性必修第一册第三章3.1《椭圆》的第一节《椭圆及其标准方程》.继学习圆之后,继续采用坐标法,在探究圆锥曲线集合特征的基础上,建立它们的坐标,得到方程。
从知识上说,它是对前面所学的运用坐标法研究曲线的又一次实际演练,同时它也是进一步研究椭圆几何性质的基础;从方法上说,它为我们研究双曲线、抛物线这两种圆锥曲线提供了基本模式和理论基础. 因此,这节课有承前启后的作用,是本节乃至本章的重点. 课标要求:“经历从具体情境中抽象出椭圆模型的过程,掌握椭圆的定义及标准方程.”二、三维目标(1)知识与技能:①了解椭圆的实际背景,经历从具体情景中抽象出椭圆模型的过程;②理解椭圆的定义,掌握椭圆的标准方程及其推导过程.(2)过程与方法:①亲身经历椭圆定义和标准方程的获取过程,掌握求曲线方程的方法和数形结合的思想;②会用运动变化的观点研究问题,提高坐标法解决几何问题的能力.(3)情感态度与价值观:①通过主动探究、合作学习,感受探索的乐趣与成功的喜悦;培养认真参与、积极交流的主体意识和乐于探索创新的科学精神.②通过椭圆知识的学习,进一步体会到数学知识的和谐美,几何图形的对称美;提高学生的审美情趣.三、学习者特征分析从生活经验储备来看:高二学生对椭圆实物实例有所了解,但只限于感性认识,缺少理性分析;从知识储备来看:已经掌握曲线和方程的关系,求曲线方程的方法和步骤,具备一定的观察能力和分析问题的能力. 学生认识了椭圆的实物,却无法像“圆”一样,定性、定量分析,产生概念;从学习心理方面来看:已具备了对几何图形的一定水平层次的想象能力,已具备一定的逻辑推理能力和分析问题的能力。
这个阶段的学生还以抽象逻辑思维为主要发展趋势,他们的思维正从属于经验性的逻辑思维向抽象思维发展,仍需要依赖一定的具体形象的经验材料来理解抽象的逻辑关系。
从年龄特征上来看:高二学生身体和心理正趋于成熟,骨子里有一种敢创敢拼的冲劲,对新生事物敢于发表自己的见解和观点。
片段题目椭圆及其标准方程重点展示教学技能讲解技能、板书技能教学目标1.理解椭圆的定义,发展数学抽象素养。
2.通过类比的方式,能通过建立适当的坐标系,化简所列出的方程,得到椭圆的标准方程,发展直观想象、数学运算素养。
教学重点学科内容重点椭圆的定义、椭圆的标准方程技能训练重点讲解技能:类比圆的标准方程,建立椭圆的标准方程教学难点学科内容难点椭圆的标准方程的推导技能训练难点板书技能:板书出椭圆的标准方程的推导过程教学过程时间教师行为预设学生行为教学设计意图1分钟一、新课导入采用图钉和细线画圆,然后采用类比方法画出椭圆,进而引出椭圆的定义。
回顾圆的定义,在类比与猜想的过程中,理解椭圆的定义。
从画法的相似性导入类比思想,以旧识同化新知,培养学生在“直观”基础上进行“想象”。
7分钟二、探究新知回顾圆的标准方程的推理过程,引导学生类比推导椭圆的标准方程。
(1)通过对比圆心在原点与不在原点的两种建系方式得到的圆的两个标准方程,引导学生建立合适的坐标系,得到更加简洁的方程。
(2)利用椭圆的定义,找到椭圆中的数量关系,把几何问题化归成代数问题来分析,并点明数形结合的数学思想。
(3)化简方程,使用移项后平方的方法。
化简前,明确化简的目标;化简过程中,引入b的几何意义。
(4)对比移项后平方和直接平方两种化简方式。
(由教师板书出过程)(1)通过对比,发现利用椭圆的对称性,以经过椭圆两焦点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O-xy,得到的方程会更加简洁。
(2)利用定义|PF1|+|PF2|=2a,建立方程,体会到几何问题代数化的过程。
(3)产生疑惑,为什么要移项后平方?(4)发现移项后平方的优点,理解先移项后平方的目的。
培养学生类比猜想能力。
以椭圆的标准方程为载体,引导学生掌握推导圆锥曲线的方程的一般思路与方法。
深化学生对曲线与方程的关系的理解。
让学生学会把几何问题代数化,反过来会把代数问题转化为几何问题来思考,培养学生的数形结合的思想方法。
第3章圆锥曲线的方程3.1 椭圆3.1.1 椭圆及其标准方程学习目标核心素养1.理解椭圆的定义及椭圆的标准方程.(重点)2.掌握用定义法和待定系数法求椭圆的标准方程.(重点)3.理解椭圆标准方程的推导过程,并能运用标准方程解决相关问题.(难点) 1.通过椭圆标准方程及椭圆焦点三角形的有关问题的学习,培养学生的数学运算素养.2.借助轨迹方程的学习,培养学生的逻辑推理及直观想象的核心素养.2008年9月25日21时10分,“神舟七号〞载人飞船顺利升空,实现多人飞行和出舱活动,标志着我国航天事业又上了一个新台阶.请问,“神舟七号〞飞船的运行轨道是什么?下面请你固定两个图钉,拉一根无弹性的细绳,两端系在图钉上(如图),用铅笔抵住细绳并上下左右转动,看铅笔留的轨迹是否是椭圆?1.椭圆的定义把平面内与两个定点F1,F2的距离的和等于常数(大于|F1F2|)的点的轨迹叫做椭圆,这两个定点叫做椭圆的焦点,两焦点间的距离叫做椭圆的焦距,焦距的一半称为半焦距.思考:(1)椭圆定义中将“大于|F1F2|〞改为“等于|F1F2|〞的常数,其他条件不变,点的轨迹是什么?(2)椭圆定义中将“大于|F1F2|〞改为“小于|F1F2|〞的常数,其他条件不变,动点的轨迹是什么?[提示](1)点的轨迹是线段F1F2.(2)当距离之和小于|F1F2|时,动点的轨迹不存在.2.椭圆的标准方程焦点在x 轴上 焦点在y 轴上标准方程 x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0) y 2a 2+x 2b 2=1(a >b >0) 焦点(-c,0)与(c,0)(0,-c )与(0,c )a ,b ,c 的关系 c 2=a 2-b 21.思考辨析(正确的打“√〞,错误的打“×〞) (1)平面内到两定点距离之和等于定长的点的轨迹为椭圆.( )(2)椭圆的焦点是F 1,F 2,P 是椭圆上的一动点,如果延长F 1P 到Q ,使得|PQ |=|PF 2|,那么动点Q 的轨迹为圆.( ) (3)方程x 2a 2+y 2b2=1(a >0,b >0)表示的曲线是椭圆.( )[提示] (1)× (2)√ (3)×2.设P 是椭圆x 225+y 216=1上的点,假设F 1,F 2是椭圆的两个焦点,那么|PF 1|+|PF 2|等于( )A .4B .5C .8D .10D [由椭圆方程知a 2=25,那么a =5,|PF 1|+|PF 2|=2a =10.]3.椭圆的两个焦点坐标分别为F 1(0,-8),F 2(0,8),且椭圆上一点到两个焦点的距离之和为20,那么此椭圆的标准方程为( )A .x 2100+y 236=1B .y 2400+x 2336=1 C .y 2100+x 236=1 D .y 220+x 212=1 C [由条件知,焦点在y 轴上,且a =10,c =8, 所以b 2=a 2-c 2=36,所以椭圆的标准方程为y 2100+x 236=1.]4.方程x 2a 2+y 2a +6=1表示焦点在x 轴上的椭圆,那么实数a 的取值范围是________.(-6,-2)∪(3,+∞) [由a 2>a +6>0得a >3或-6<a <-2.]求椭圆的标准方程[例1] 求满足以下条件的椭圆的标准方程:(1)两个焦点的坐标分别为F 1(-4,0),F 2(4,0),并且椭圆上一点P 与两焦点的距离的和等于10;(2)焦点坐标分别为(0,-2),(0,2),经过点(4,32); (3)经过两点(2,-2),⎝ ⎛⎭⎪⎫-1,142. [解] (1)因为椭圆的焦点在x 轴上,且c =4,2a =10,所以a =5,b =a 2-c 2=25-16=3,所以椭圆的标准方程为x 225+y 29=1.(2)因为椭圆的焦点在y 轴上,所以可设它的标准方程为y 2a 2+x 2b2=1(a >b >0).法一:由椭圆的定义知2a =4-02+32+22+4-02+32-22=12,解得a =6.又c =2,所以b =a 2-c 2=4 2.所以椭圆的标准方程为y 236+x 232=1.法二:因为所求椭圆过点(4,32),所以18a 2+16b2=1.又c 2=a 2-b 2=4,可解得a 2=36,b 2=32. 所以椭圆的标准方程为y 236+x 232=1.(3)法一:假设焦点在x 轴上,设椭圆的标准方程为x 2a 2+y 2b2=1(a >b >0).由条件得⎩⎪⎨⎪⎧4a 2+2b 2=1,1a 2+144b 2=1,解得⎩⎪⎨⎪⎧a 2=8,b 2=4.所以所求椭圆的标准方程为x 28+y 24=1.假设焦点在y 轴上,设椭圆的标准方程为y 2a 2+x 2b2=1(a >b >0).由条件得⎩⎪⎨⎪⎧4b 2+2a 2=1,1b 2+144a 2=1,解得⎩⎪⎨⎪⎧b 2=8,a 2=4.那么a 2<b 2,与a >b >0矛盾,舍去. 综上可知,所求椭圆的标准方程为x 28+y 24=1. 法二:设椭圆的一般方程为Ax 2+By 2=1(A >0,B >0,A ≠B ).分别将两点的坐标(2,-2),⎝ ⎛⎭⎪⎫-1,142代入椭圆的一般方程,得⎩⎪⎨⎪⎧4A +2B =1,A +144B =1,解得⎩⎪⎨⎪⎧A =18,B =14,所以所求椭圆的标准方程为x 28+y 24=1.用待定系数法求椭圆标准方程的一般步骤(1)定位置:根据条件判断椭圆的焦点是在x 轴上,还是在y 轴上,还是两个坐标轴都有可能.(2)设方程:根据上述判断设方程x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0)或x 2b 2+y 2a 2=1(a >b >0)或整式形式mx 2+ny 2=1(m >0,n >0,m ≠n ).(3)找关系:根据条件建立关于a ,b ,c (或m ,n )的方程组. (4)得方程:解方程组,将解代入所设方程,写出标准形式即为所求.[跟进训练]1.求与椭圆x 225+y 29=1有相同焦点,且过点(3,15)的椭圆的标准方程.[解] 法一:因为所求椭圆与椭圆x 225+y 29=1的焦点相同,所以其焦点在x 轴上,且c2=25-9=16.设所求椭圆的标准方程为x 2a 2+y 2b2=1(a >b >0).因为c 2=16,且c 2=a 2-b 2,故a 2-b 2=16 ①. 又点(3,15)在所求椭圆上,所以32a 2+152b 2=1,即9a 2+15b2=1②.由①②得a 2=36,b 2=20,所以所求椭圆的标准方程为x 236+y 220=1.法二:由题意可设所求椭圆的标准方程为x 225+λ+y 29+λ=1.又椭圆过点(3,15),将x =3,y =15代入方程得925+λ+159+λ=1,解得λ=11或λ=-21(舍去).故所求椭圆的标准方程为x 236+y 220=1.椭圆中的焦点三角形[例2] (1)椭圆216+212=1的左焦点是F 1,右焦点是F 2,点P 在椭圆上,如果线段PF 1的中点在y 轴上,那么|PF 1|∶|PF 2|=( )A .3∶5B .3∶4C .5∶3D .4∶3(2)椭圆x 24+y 23=1中,点P 是椭圆上一点,F 1,F 2是椭圆的焦点,且∠PF 1F 2=120°,那么△PF 1F 2的面积为________.[思路探究] (1)借助PF 1的中点在y 轴上,且O 为F 1F 2的中点,所以PF 2⊥x 轴,再用定义和勾股定理解决.(2)利用椭圆的定义和余弦定理,建立关于|PF 1|,|PF 2|的方程,通过解方程求解. (1)C (2)335 [(1)依题意知,线段PF 1的中点在y 轴上,又原点为F 1F 2的中点,易得y 轴∥PF 2,所以PF 2⊥x 轴,那么有|PF 1|2-|PF 2|2=4c 2=16,又根据椭圆定义知|PF 1|+|PF 2|=8,所以|PF 1|-|PF 2|=2,从而|PF 1|=5,|PF 2|=3,即|PF 1|∶|PF 2|=5∶3.(2)由x 24+y 23=1,可知a =2,b =3,所以c =a 2-b 2=1,从而|F 1F 2|=2c =2.在△PF 1F 2中,由余弦定理得|PF 2|2=|PF 1|2+|F 1F 2|2-2|PF 1||F 1F 2|cos∠PF 1F 2,即|PF 2|2=|PF 1|2+4+2|PF 1|.①由椭圆定义得|PF 1|+|PF 2|=2a =4. ② 由①②联立可得|PF 1|=65.所以S △PF 1F 2=12|PF 1||F 1F 2|sin∠PF 1F 2=12×65×2×32=335.]椭圆定义在焦点三角形中的应用技巧(1)椭圆的定义具有双向作用,即假设|MF 1|+|MF 2|=2a (2a >|F 1F 2|),那么点M 的轨迹是椭圆;反之,椭圆上任意一点M 到两焦点的距离之和必为2a .(2)涉及焦点三角形面积时,可把|PF 1|,|PF 2|看作一个整体,运用|PF 1|2+|PF 2|2=(|PF 1|+|PF 2|)2-2|PF 1|·|PF 2|及余弦定理求出|PF 1|·|PF 2|,而无需单独求解.1.本例(2)中,把“∠PF 1F 2=120°〞改为“∠PF 1F 2=90°〞,求△F 1PF 2的面积. [解] 由椭圆方程x 24+y 23=1,知a =2,c =1,由椭圆定义,得|PF 1|+|PF 2|=2a =4,且|F 1F 2|=2,在△PF 1F 2中,∠PF 1F 2=90°.∴|PF 2|2=|PF 1|2+|F 1F 2|2. 从而(4-|PF 1|)2=|PF 1|2+4, 那么|PF 1|=32,因此S △PF 1F 2=12·|F 1F 2|·|PF 1|=32.故所求△PF 1F 2的面积为32.2.本例(2)中方程改为x 2a 2+y 2b2=1(a >b >0),且“∠PF 1F 2=120°〞改为“∠F 1PF 2=120°〞,假设△PF 1F 2的面积为3,求b 的值.[解] 由∠F 1PF 2=120°,△PF 1F 2的面积为3,可得12|PF 1||PF 2|·sin∠F 1PF 2=34|PF 1|·|PF 2|=3,∴|PF 1||PF 2|=4.根据椭圆的定义可得|PF 1|+|PF 2|=2a .再利用余弦定理可得4c 2=|PF 1|2+|PF 2|2-2|PF 1||PF 2|cos 120°=(|PF 1|+|PF 2|)2-|PF 1|·|PF 2|=4a 2-4,∴b 2=1,即b =1.与椭圆有关的轨迹问题[探究问题]1.用定义法求椭圆的方程应注意什么?[提示] 用定义法求椭圆的方程,首先要利用平面几何知识将题目条件转化为到两定点的距离之和为定值,然后判断椭圆的中心是否在原点、对称轴是否为坐标轴,最后由定义确定椭圆的基本量a ,b ,c .2.利用代入法求轨迹方程的步骤是什么?[提示] (1)设点:设所求轨迹上动点坐标为M (x ,y ),曲线上动点坐标为P (x 1,y 1).(2)求关系式:用点M 的坐标表示出点P 的坐标,即得关系式⎩⎪⎨⎪⎧x 1=gx ,y ,y 1=h x ,y .(3)代换:将上述关系式代入曲线方程得到所求动点轨迹的方程,并把所得方程化简即可. [例3] (1)P 是椭圆x 24+y 28=1上一动点,O 为坐标原点,那么线段OP 中点Q 的轨迹方程为______________.(2)如下图,圆C :(x +1)2+y 2=25及点A (1,0),Q 为圆上一点,AQ 的垂直平分线交CQ 于点M ,求点M 的轨迹方程.[思路探究] (1)点Q 为OP 的中点⇒点Q 与点P 的坐标关系⇒代入法求解. (2)由垂直平分线的性质和椭圆的定义进行求解.(1)x 2+y 22=1 [设Q (x ,y ),P (x 0,y 0),由点Q 是线段OP 的中点知x 0=2x ,y 0=2y ,又x 204+y 208=1, 所以2x 24+2y28=1,即x 2+y 22=1.](2)[解] 由垂直平分线的性质可知|MQ |=|MA |, ∴|CM |+|MA |=|CM |+|MQ |=|CQ |, ∴|CM |+|MA |=5.∴点M 的轨迹为椭圆,其中2a =5,焦点为C (-1,0),A (1,0),∴a =52,c =1 ,∴b 2=a 2-c 2=254-1=214.∴所求点M 的轨迹方程为x 2254+y 2214=1,即4x 225+4y221=1.1.与椭圆有关的轨迹方程的求法常用方法有:直接法、定义法和代入法,本例(1)所用方法为代入法,例(2)所用方法为定义法.2.对定义法求轨迹方程的认识如果能确定动点运动的轨迹满足某种曲线的定义,那么可以利用这种曲线的定义直接写出其方程,这种求轨迹方程的方法称为定义法.定义法在我们后续要学习的圆锥曲线的问题中被广泛使用,是一种重要的解题方法.3.代入法(相关点法)假设所求轨迹上的动点P (x ,y )与另一个曲线C :F (x ,y )=0上的动点Q (x 1,y 1)存在着某种联系,可以把点Q 的坐标用点P 的坐标表示出来,然后代入曲线C 的方程 F (x ,y )=0,化简即得所求轨迹方程,这种求轨迹方程的方法叫做代入法(又称相关点法).[跟进训练]2.x 轴上一定点A (1,0),Q 为椭圆x 24+y 2=1上任一点,求线段AQ 中点M 的轨迹方程.[解] 设中点M 的坐标为(x ,y ),点Q 的坐标为(x 0,y 0). 利用中点坐标公式,得⎩⎪⎨⎪⎧x =x 0+12,y =y2,∴⎩⎪⎨⎪⎧x 0=2x -1,y 0=2y .∵Q (x 0,y 0)在椭圆x 24+y 2=1上,∴x 204+y 20=1. 将x 0=2x -1,y 0=2y 代入上式, 得2x -124+(2y )2=1.故所求AQ 的中点M 的轨迹方程是⎝ ⎛⎭⎪⎫x -122+4y 2=1.1.平面内到两定点F 1,F 2的距离之和为常数,即|MF 1|+|MF 2|=2a ,当2a >|F 1F 2|时,轨迹是椭圆;当2a =|F 1F 2|时,轨迹是一条线段F 1F 2;当2a <|F 1F 2|时,轨迹不存在.2.由椭圆的标准方程可以确定焦点坐标,或求参数的值(或取值范围).(1)求椭圆的焦点坐标时,假设方程不为标准方程,应先将其化为标准方程,确定a 2,b 2的值和焦点所在的坐标轴,再利用关系式a 2=b 2+c 2求出c ,即可写出焦点坐标.(2)方程求参数的值(或取值范围)时,需注意:对于方程x 2m +y 2n=1,当m >n >0时,方程表示焦点在x 轴上的椭圆;当n >m >0时,方程表示焦点在y 轴上的椭圆.特别地,当n =m >0时,方程表示圆心在原点的圆.假设方程不是标准方程,需先进行转化.3.椭圆上的点P 与两焦点F 1,F 2构成的三角形叫做焦点三角形,在焦点三角形中,令∠F 1PF 2=θ,如图.(1)当点P 与B 1或B 2重合时,∠F 1PF 2最大. (2)焦点△PF 1F 2的周长为2(a +c ).(3)|F 1F 2|2=|PF 1|2+|PF 2|2-2|PF 1||PF 2|cos θ.(4)S △PF 1F 2=12|PF 1||PF 2|sin θ,且当P 与B 1或B 2重合时,面积最大.4.求与椭圆有关的轨迹方程的方法一般有:定义法、直接法和代入法(相关点法).1.椭圆x 225+y 2=1上一点P 到一个焦点的距离为2,那么点P 到另一个焦点的距离为( )A .5B .6C .7D .8D [根据椭圆的定义知,P 到另一个焦点的距离为2a -2=2×5-2=8.] 2.椭圆4x 2+ky 2=4的一个焦点坐标是(0,1),那么实数k 的值是( ) A .1 B .2 C .3D .4B [椭圆方程可化为x 2+y24k =1,由题意知⎩⎪⎨⎪⎧4k >1,4k -1=1,解得k =2.]3.假设方程x 2m +y 22m -1=1表示椭圆,那么实数m 满足的条件是________.⎩⎨⎧⎭⎬⎫m ⎪⎪⎪m >12且m ≠1 [由方程x 2m +y22m -1=1表示椭圆,得⎩⎪⎨⎪⎧m >0,2m -1>0,m ≠2m -1,解得m >12且m ≠1.]4.椭圆的两焦点为F 1(-4,0),F 2(4,0),点P 在椭圆上,假设△PF 1F 2的面积最大为12,那么椭圆方程为________.x 225+y 29=1 [如图,当P 在y 轴上时△PF 1F 2的面积最大,∴12×8b =12,∴b =3. 又∵c =4,∴a 2=b 2+c 2=25. ∴椭圆的标准方程为x 225+y 29=1.]5.设F 1,F 2分别是椭圆C :x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0)的左、右焦点,设椭圆C 上一点⎝⎛⎭⎪⎫3,32到两焦点F 1,F 2的距离和等于4,写出椭圆C 的方程和焦点坐标.[解] ∵椭圆上一点到两焦点的距离之和为4,..专业. ∴2a =4,a 2=4, ∵点⎝ ⎛⎭⎪⎫3,32是椭圆上的一点, ∴324+⎝ ⎛⎭⎪⎫322b 2=1,∴b 2=3,∴c 2=1, ∴椭圆C 的方程为x 24+y 23=1. 焦点坐标分别为(-1,0),(1,0).。
P F 2F 12.2.1椭圆及其标准方程(一)教学目标1.理解椭圆的定义;2.理解椭圆的标准方程的推导,在化简椭圆方程的过程中提高学生的运算能力;3.掌握椭圆的标准方程;会根据条件求椭圆的标准方程,会根据椭圆的标准方程求焦点坐标。
(二)教学重点与难点重点:掌握椭圆的标准方程难点:会根据条件求椭圆的标准方程,会根据椭圆的标准方程求焦点坐标。
(三)教学过程问题1:前面两节课,说一说所学习过的内容?1、 曲线与方程的概念?2、 求曲线的方程的步骤?引例1:2021年6月16号,神州九号飞船成功发射,中国航天员景海鹏,刘旺,刘洋将第一次入住“天宫”,33岁的刘洋也成为中国第一个飞向太空的女性,你知道“神州九号”飞船的运动轨迹是什么吗?多媒体展示图片和视频。
引例2:手工操作演示椭圆的形成:取一条定长的细绳,把它的两端固定在画图板上的21,F F 两点,当绳长大于两点间的距离时,用铅笔把绳子拉近,使笔尖在图板上慢慢移动,就可以画出一个椭圆1、椭圆定义:平面内与两个定点21,F F 的距离之和等于常数(大于||21F F )的点的轨迹叫作 ,这两个定点叫做椭圆的 ,两焦点间的距离叫做椭圆的即1212|PF |||||PF F F +>;焦点:12,F F ;焦距:12||F F注意:椭圆定义中容易遗漏的两处地方:(1)两个定点---两点间距离确定(2)绳长--轨迹上任意点到两定点距离和确定思考:在同样的绳长下,两定点间距离较长,则所画出的椭圆较扁(→线段)在同样的绳长下,两定点间距离较短,则所画出的椭圆较圆(→圆)由此,椭圆的形状与两定点间距离、绳长有关(为下面离心率概念作铺垫)问题2:你能利用上一节课学过的坐标法推导椭圆的标准方程吗?以 为x 轴, 为y 轴,建立如图所示坐标系;设)(y x M ,是椭圆上的任意一点,c F F 221= ,的坐标为、21F F ∴ ;M根据条件a MF MF 221=+,得a y c x y c x 2)()(2222=+-+++;问题3:书本P39页思考?问题4:书本P40页思考?如果椭圆的焦点在y 轴上(选取方式不同,调换y x ,轴)焦点则变成),0(),,0(21c F c F -,只要将方程12222=+b y a x 中的y x ,调换,即可得12222=+bx a y ,也是椭圆的标准方程 2、椭圆标准方程:(1)焦点在焦点在x 轴上,焦点是)0,()0,(21c F c F -, 中心在坐标原点的椭圆方程12222=+by a x 其中222b c a += (2)焦点在焦点在y 轴上,焦点是),0(),,0(21c F c F -,中心在坐标原点的椭圆方程12222=+b x a y 其中222b c a += (3)方程),0,0(122n m n m ny m x ≠>>=+就不能肯定焦点在哪个轴上;由于m n 与的大小关系判断焦点在那个坐标轴上。
椭圆及其标准方程一、教材内容设计:1、教材处理椭圆的标准方程共两课时,第一课时所研究的是椭圆标准方程的建立及其简单运用,涉及的数学方法有观察、比拟、归纳、猜测、推理验证等,我将以课堂教学的组织者、引导者、合的身份,组织学生动手实验、归纳猜测、推理验证,引导学生逐个突破难点,自主完成问题,使学生通过各种数学活动,掌握各种数学根本技能,初步学会从数学角度去观察事物和思考问题,产生学习数学的愿望和兴趣。
2、教学目标根据教学大纲和学生已有的认知根底,我将本节课的教学目标确定如下:〔1〕知识与技能:①建立直角坐标系,根据椭圆的定义建立椭圆的标准方程,②能根据条件求椭圆的标准方程,〔2〕过程与方法:①让学生感知数学知识与实际生活的密切联系,培养解决实际问题的能力,②培养学生的观察能力、归纳能力、探索发现能力,〔3〕情感态度与价值观:①亲身经历椭圆标准方程的获得过程,感受数学美的熏陶,②通过主动探索,合作交流,感受探索的乐趣和成功的体验,体会数学的理性和严谨,③养成实事求是的科学态度和契而不舍的钻研精神,形成学习数学知识的积极态度。
3、教学重点、难点〔1〕重点:感受建立曲线方程的根本过程,掌握椭圆的标准方程及其推导方法。
〔2〕难点:椭圆的标准方程的推导。
二、教法设计在教法上,主要采用探究性教学法和启发式教学法。
以启发、引导为主,采用设疑形式,逐步让学生进行探究性的学习。
探究性学习就是充分利用了青少年学生富有创造性和好奇心,敢想敢为,对新事物具有浓厚的兴趣的特点。
让学生根据教学目标的要求和题目中的条件,自觉主动地、创造性地去分析问题、讨论问题、解决问题。
三、学法设计通过创设情境,充分调动学生已有的学习经验,让学生经历“观察——猜测——证明——应用〞的过程,发现新的知识,把学生的潜意识状态的好奇心变为自觉求知的创新意识。
又通过实际操作,使刚产生的数学知识得到完善,提高了学生动手动脑的能力和增强了研究探索的综合素质。
◆ 知识与技能目标
理解椭圆的概念,掌握椭圆的定义、会用椭圆的定义解决实际问题;理解椭圆标准方程的推导过程及化简无理方程的常用的方法;了解求椭圆的动点的伴随点的轨迹方程的一般方法.
◆ 过程与方法目标
(1)预习与引入过程 当变化的平面与圆锥轴所成的角在变化时,观察平面截圆锥的截口曲线(截面与圆锥侧面的交线)是什么图形?又是怎么样变化的?特别是当截面不与圆锥的轴线或圆锥的母线平行时,截口曲线是椭圆,再观察或操作了课件后,提出两个问题:第一、你能理解为什么把圆、椭圆、双曲线和抛物线叫做圆锥曲线;第二、你能举出现实生活中圆锥曲线的例子.当学生把上述两个问题回答清楚后,要引导学生一起探究P 41页上的问题(同桌的两位同学准备无弹性的细绳子一条(约10cm 长,两端各结一个套),教师准备无弹性细绳子一条(约60cm ,一端结个套,另一端是活动的),图钉两个).当套上铅笔,拉紧绳子,移动笔尖,画出的图形是椭圆.启发性提问:在这一过程中,你能说出移动的笔小(动点)满足的几何条件是什么?〖板书〗2.1.1椭圆及其标准方程.
(2)新课讲授过程
(i )由上述探究过程容易得到椭圆的定义.
〖板书〗把平面内与两个定点1F ,2F 的距离之和等于常数(大于12F F )的点的轨迹叫做椭圆(ellipse ).其中这两个定点叫做椭圆的焦点,两定点间的距离叫做椭圆的焦距.即当动点设为M 时,椭圆即为点集P ={}
12|2M MF MF a +=.
(ii )椭圆标准方程的推导过程
提问:已知图形,建立直角坐标系的一般性要求是什么?第一、充分利用图形的对称性;第二、注意图形的特殊性和一般性关系.
无理方程的化简过程是教学的难点,注意无理方程的两次移项、平方整理.
设参量b 的意义:第一、便于写出椭圆的标准方程;第二、,,a b c 的关系有明显的几何意义. 类比:写出焦点在y 轴上,中心在原点的椭圆的标准方程()22
2210y x a b a b
+=>>. (iii )例题讲解与引申
例1 已知椭圆两个焦点的坐标分别是()2,0-,()2,0,并且经过点53,22⎛⎫-
⎪⎝⎭
,求它的标准方程.
分析:由椭圆的标准方程的定义及给出的条件,容易求出,,a b c .引导学生用其他方法来解. 另解:设椭圆的标准方程为()22
2210x y a b a b
+=>>,因点
53,22⎛⎫- ⎪⎝⎭在椭圆上,则22222591104464a a b b a b ⎧⎧+==⎪⎪⇒⎨⎨=⎪⎪⎩-=⎩
. 例2 如图,在圆22
4x y +=上任取一点P ,过点P 作x 轴的垂线段PD ,D 为垂足.当点P 在圆上运动时,线段PD 的中点M 的轨迹是什么?
分析:点P 在圆224x y +=上运动,由点P 移动引起点M 的运动,则称点M 是点P 的伴随点,因点M 为线段PD 的中点,则点M 的坐标可由点P 来表示,从而能求点M 的轨迹方程.
引申:设定点()6,2A ,P 是椭圆22
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x y +=上动点,求线段AP 中点M 的轨迹方程.
解法剖析:①(代入法求伴随轨迹)设(),M x y ,()11,P x y ;②(点与伴随点的关
系)∵M 为线段AP 的中点,∴11
2622x x y y =-⎧⎨=-⎩;③(代入已知轨迹求出伴随轨迹),∵22111259x y +=,∴点M 的轨迹方程为()()223112594
x y --+=;④伴随轨迹表示的范围. 例3如图,设A ,B 的坐标分别为()5,0-,()5,0.直线AM ,BM 相交于点M ,且它们的斜率之积为49
-,求点M 的轨迹方程. 分析:若设点(),M x y ,则直线AM ,BM 的斜率就可以用含,x y
的式子表示,由于直线AM ,BM 的斜率之积是49
-
,因此,可以求出,x y 之间的关系式,即得到点M 的轨迹方程.。