完整word版,人教版高中数学选修2-1《椭圆及其标准方程》教案
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2.2.1 椭圆及其标准方程(第一课时)一、教学目标 (一)学习目标 1.掌握椭圆的定义;2.掌握椭圆标准方程的推导和标准方程. (二)学习重点椭圆的定义及椭圆标准方程. (三)学习难点椭圆标准方程的建立和推导. 二、教学设计 (一)预习任务设计 1.预习任务 写一写:(1)定义:平面内与两个定点12,F F 距离的和 等于常数 c ,大于12||F F 的点的轨迹叫做椭圆,这两个定点叫做椭圆的 焦点 ,两定点间距离叫做 椭圆的焦距 .(2)椭圆的标准方程: 焦点在x 轴上: 2221(0)y a b a b+=>> .焦点在y 轴上: 2221(0)x a b a b+=>> .2.预习自测判断分别满足下列条件的动点M 的轨迹是否为椭圆(1)到点()12,0F -和点()22,0F 的距离之和为6的点的轨迹; (2)到点()12,0F -和点2(2,0)F 的距离之和为4的点的轨迹; (3)到点()12,0F -和点2(2,0)F 的距离之和为3的点的轨迹.【解题过程】当12||||2MF MF a +=,且122||a F F >的常数时M 点的轨迹为椭圆,故(2)(3)不是.【思路点拨】注意把握椭圆的定义. 【答案】(1)是;(2)不是;(3)不是.(4)已知动圆P 过定点(3,0)A -,并且与定圆22:(3)64B x y -+=内切,则动圆的圆心P 的轨迹是( )A.线段B.直线C.圆D.椭圆 【解题过程】设动圆P 与定圆B 内切于M ,由条件知:||||||||||8PA PB PM PB BM +=+==,故P 的轨迹是以,A B 为焦点的椭圆.【思路点拨】利用椭圆的定义解题. 【答案】D (二)课堂设计 1.新知讲解探究一 创设情景,认识椭圆 ●活动① 归纳提炼概念画一画:①将一条绳子的两端固定在同一个定点上,用笔尖勾起绳子的中点使绳子绷紧,围绕定点旋转,笔尖形成的轨迹是什么?②将绳子的两端分别固定在两个定点上,笔尖勾直绳子,移动笔尖,得到的是轨迹是什么? 动画演示作图过程.提出问题:①作图过程中,哪些量没有变?哪些量变了? ②为什么要求作图过程中笔尖要绷紧?③笔尖所对应的动点M 到定点的距离有什么长度之间的关系? 总结:笔尖对应的动点M 到直线两个端点的长度之和固定不变.【设计意图】学生可通过动手实践的过程去体会“满足什么样的条件下的点的集合为椭圆”,从而对椭圆定义中的条件有直观深刻的认识.提出问题:根据刚才动手实践的过程,能否总结椭圆的定义?(同学自由发言,再由学生进一步补充完善)我们把平面内到两个定点1F ,2F 的距离之和等于常数(大于21F F )的点的集合叫作椭圆.●活动② 辨析概念问题1:定义中的常数等于21F F ,则动点的轨迹是什么?问题2:定义中的常数小于21F F ,则动点的轨迹是什么?椭圆相关概念:两个定点1F ,2F 叫作椭圆的焦点.....,两个焦点1F ,2F 间的距离叫作椭圆的焦距...... 【设计意图】使学生经历椭圆概念的生成和完善过程,提高其归纳概括能力,加深对椭圆本质的认识,并逐渐养成严谨的科学作风. 探究二 推导椭圆的标准方程 ●活动① 利用定义求方程动手演算:让学生动手,求推导焦点在x 轴上的椭圆的标准方程①建系:观察椭圆的几何特征,如何建系能使方程更简洁?(利用椭圆的对称性特征)以直线21F F 为x 轴,以线段21F F 的垂直平分线为y 轴,建立平面直角坐标系.②设点:设焦距为()20c c >,则()()12,0,0F c F c -.设(),M x y 为椭圆上任意一点,点M 与点12F F 、的距离之和为()222a a c >.③列式:动点M 满足的几何约束条件: 122MF MF a += 2a =④化简:()()a y c x y c x 22222=+-+++1F 2F∴()()22222y c x a y c x +--=++∴两边同时平方、整理得:()222y c x acx a +-=-将上式两边平方、整理得:2222222222422y a c a cx a x a x c cx a a ++-=+-()()22222222c a a y a x c a-=+-122222=-+c a y a x 分析22c a -的几何含义,令222b c a =-得到焦点在x 轴上的椭圆的标准方程为()012222>>=+b a b y a x焦点在y 轴上的椭圆的标准方程是什么?(由学生动手列式,()()a c y x c y x 22222=-++++,引导学生观察焦点在x轴上与焦点在y 轴上式子的差异,从而用类比的方法得到焦点在y 轴上椭圆的标准方程)如果椭圆的焦点在y 轴上,其焦点坐标为()c F -,01,()c F ,02,用同样的方法可以推出它的标准方程()012222>>=+b a bx a y ●活动② 归纳梳理、理解提升 椭圆的标准方程及方程特点焦点在x 轴上 焦点在y 轴上标准方程: 12222=+b y a x (0>>b a ) 12222=+b x a y (0>>b a )学生思考:(1)椭圆的标准方程中三个参数b c a ,,的关系怎样?(2)如何从椭圆的标准方程判断椭圆焦点的位置?总结方程特征:(1).0,0222>>>>+=c a b a c b a , (2)哪个变量下的分母大,焦点就在哪个轴上.【设计意图】通过归纳总结让学生对两种方程进行对比分析,强化对椭圆方程的理解.有助于教学目标的实现,培养学生的总结归纳能力,而且使学生体会和学习类比的思想方法.●活动③ 互动交流、初步实践判定下列椭圆的标准方程在哪个轴上,并写出焦点的坐标(1)1162522=+y x (在x 轴上,焦点为()0,3-,()0,3)(2)116914422=+y x (在y 轴上,焦点为()5,0-,()5,0)(3)112222=++m y m x (在y 轴上,焦点为()1,0-,()1,0)●活动④ 巩固基础、检查反馈例1.已知a =c =,则椭圆的标准方程为( )A.2211312x y +=B.2211325x y +=或2212513x y += C.22113x y += D.22113x y +=或22113y x += 【知识点】椭圆的标准方程. 【解题过程】由222a b c =+知21b =. 【思路点拨】通过焦点的位置判断方程. 【答案】D同类训练 已知椭圆的焦点为(1,0)-和(1,0),点(2,0)P 在椭圆上,则椭圆的方程为( )A.22143x y += B.2214x y += C.22143y x += D.2214y x += 【知识点】椭圆的标准方程. 【解题过程】由222a b c =+知23b =. 【思路点拨】通过焦点的位置判断方程. 【答案】A例2 椭圆22125x y +=上一点P 到一个焦点的距离为2,则点P 到另一个焦点的距离为( )A.5B.6C.7D.8 【知识点】椭圆的定义.【解题过程】由210a =知P 到另一个焦点的距离为8. 【思路点拨】通过定义122PF PF a +=计算. 【答案】D同类训练 已知F 1、F 2是椭圆 192522=+y x 的两个焦点,过F 1的直线交椭圆于M 、N 两点,则三角形MF 2N 的周长为 . 【知识点】椭圆的定义.【解题过程】由221212101020MN MF NF MF MF NF NF ++=+++=+=.【思路点拨】通过定义122PF PF a +=计算. 【答案】20. 3.课堂总结 知识梳理(1)椭圆的定义:平面内到两个定点1F ,2F 的距离之和等于常数(大于21F F )的点的集合叫作椭圆.(2)椭圆的标准方程:焦点在x 轴上:12222=+by a x (0>>b a );焦点在y 轴上:12222=+bx a y (0>>b a ).重难点归纳(1)区分焦点:哪个变量下的分母大,焦点就在哪个轴上;(2)标准方程中,,a b c 的关系:.0,0222>>>>+=c a b a c b a , (三)课后作业 基础型 自主突破1.设F 1,F 2为定点,|F 1F 2|=6,动点M 满足|MF 1|+|MF 2|=6,则动点M 的轨迹是( )A.椭圆B.直线C.圆D.线段 【知识点】椭圆的几何性质.【解题过程】∵|MF 1|+|MF 2|=6,|F 1F 2|=6, ∴|MF 1|+|MF 2|=|F 1F 2|, ∴点M 的轨迹是线段F 1F 2. 【思路点拨】几何性质判断图形. 【答案】D.2.椭圆x 2m +y 24=1的焦距是2,则m 的值是( ) A.5 B.3或8 C.3或5 D.20 【知识点】椭圆的标准方程.【解题过程】2c =2,c =1,故有m -4=1或4-m =1,∴m =5或m =3,故选C.【思路点拨】确定焦点位置再结合222a b c =+可得m 的值. 【答案】C3.椭圆ax 2+by 2+ab =0(a <b <0)的焦点坐标是( )A.(±a -b ,0)B.(±b -a ,0)C.(0,±a -b )D.(0,±b -a ) 【知识点】椭圆的标准方程.【解题过程】ax 2+by 2+ab =0可化为x 2-b +y 2-a=1,∵a <b <0,∴-a >-b >0,∴焦点在y 轴上,c =-a +b =b -a , ∴焦点坐标为(0,±b -a ).【思路点拨】将方程整理为椭圆的标准形式. 【答案】D4.中心在原点,焦点在x 轴上,长轴长为18,且两个焦点恰好将长轴三等分的椭圆的方程是( )A.x 281+y 245=1B.x 281+y 29=1C.x 281+y 272=1D.x 281+y 236=1 【知识点】椭圆的标准方程.【解题过程】由长轴长为18知a =9,∵两个焦点将长轴长三等分,∴2c =13(2a )=6,∴c =3,∴b 2=a 2-c 2=72,故选C. 【思路点拨】由几何性质即可. 【答案】C5.已知椭圆中心在坐标原点,焦点在x 轴上,椭圆与x 轴的一个交点到两焦点的距离分别为3和1,则椭圆的标准方程为________. 【知识点】椭圆的标准方程.【解题过程】由题意可得⎩⎨⎧ a +c =3,a -c =1.∴⎩⎨⎧a =2,c =1.故b 2=a 2-c 2=3,所以椭圆方程为x 24+y23=1.【思路点拨】由椭圆定义及几何关系可得,,a b c 的值. 【答案】x 24+y 23=16.如图所示,F 1,F 2分别为椭圆x 2a 2+y 2b 2=1的左、右焦点,点P 在椭圆上,△POF 2是面积为3的正三角形,则b 2=________________.【知识点】椭圆的标准方程.【解题过程】由题意S △POF 2=34c 2=3,∴c =2,∴a 2=b 2+4. ∴点P 坐标为(1,3),把x =1,y =3代入椭圆方程x 2b 2+4+y 2b 2=1中得,1b 2+4+3b2=1,解得b 2=2 3. 【思路点拨】由椭圆几何性质即可. 【答案】2 3 能力型 师生共研1.已知方程x 2|m |-1+y 22-m =1表示焦点在y 轴上的椭圆,则m 的取值范围是( )A.m <2B.1<m <2C.m <-1或1<m <2D.m <-1或1<m <32 【知识点】椭圆的标准方程.【解题过程】由题意得⎩⎨⎧|m |-1>0,2-m >0,2-m >|m |-1.即⎩⎪⎨⎪⎧m >1或m <-1,m <2,m <32.∴1<m <32或m <-1,故选D.【思路点拨】根据焦点的位置可确定椭圆方程形式为22221(0)y x a b a a +=>>.【答案】D2.若△ABC 的两个焦点坐标为A (-4,0)、B (4,0),△ABC 的周长为18,则顶点C 的轨迹方程为( )A.x 225+y 29=1B.y 225+x 29=1(y ≠0) C.x 216+y 29=1(y ≠0) D.x 225+y 29=1(y ≠0) 【知识点】椭圆的标准方程.【解题过程】∵|AB |=8,△ABC 的周长为18,∴|AC |+|BC |=10>|AB |,故点C 轨迹为椭圆且两焦点为A 、B ,又因为C 点的纵坐标不能为零,所以选D. 【思路点拨】由椭圆定义即可. 【答案】D 探究型 多维突破1.求满足下列条件的椭圆的标准方程:(1)焦点在y 轴上,焦距是4,且经过点M (3,2);(2)a c =135,且椭圆上一点到两焦点的距离的和为26. 【知识点】椭圆的标准方程.【解题过程】(1)由焦距是4可得c =2,且焦点坐标为(0,-2),(0,2).由椭圆的定义知,28a =+=, 所以a =4,所以b 2=a 2-c 2=16-4=12. 又焦点在y 轴上,所以椭圆的标准方程为y 216+x 212=1. (2)由题意知,2a =26,即a =13,又135a c =,所以c =5, 所以b 2=a 2-c 2=132-52=144, 因为焦点所在的坐标轴不确定,所以椭圆的标准方程为x 2169+y 2144=1或y 2169+x 2144=1. 【思路点拨】由椭圆性质求解即可. 【答案】见解析2.已知F 1、F 2是椭圆x 2100+y 264=1的两个焦点,P 是椭圆上任一点,若∠F 1PF 2=π3,求△F 1PF 2的面积.【知识点】椭圆的标准方程及几何性质. 【解题过程】设|PF 1|=m ,|PF 2|=n . 根据椭圆定义有m +n =20,又c =100-64=6,∴在△F 1PF 2中, 由余弦定理得m 2+n 2-2mn cos π3=122,∴m 2+n 2-mn =144,∴(m +n )2-3mn =144, ∴mn =2563,∴S △F 1PF 2=12|PF 1||PF 2|sin ∠F 1PF 2=12×2563×32=6433. 【思路点拨】由定义可知焦点三角形12PF F 的面积:2tan2S b θ=,其中12F PF θ∠=.【答案】见解析自助餐1.已知中心在原点的椭圆C 的右焦点为F (15,0),直线y =x 与椭圆的一个交点的横坐标为2,则椭圆方程为( )A.x 216+y 2=1B.x 2+y 216=1C.x 220+y 25=1D.x 25+y 220=1【知识点】椭圆的标准方程及几何性质.【解题过程】由椭圆过点(2,2),排除A 、B 、D ,选C.【思路点拨】由椭圆定义即可.【答案】C2.已知椭圆x 216+y 29=1的左、右焦点分别为F 1、F 2,点P 在椭圆上.若P 、F 1、F 2是一个直角三角形的三个顶点,则点P 到x 轴的距离为( )A.95B.3C.977D.94【知识点】椭圆的标准方程.【解题过程】a 2=16,b 2=9⇒c 2=7⇒c =7.∵△PF 1F 2为直角三角形.且b =3>7=c .∴F 1或F 2为直角三角形的直角顶点,∴点P 的横坐标为±7,设P (±7,|y |),把x =±7代入椭圆方程,知716+y 29=1⇒y 2=8116⇒|y |=94.【思路点拨】由椭圆定义即可.【答案】D3.已知椭圆的两个焦点分别是F 1、F 2,P 是椭圆上的一个动点,如果延长F 1P 到Q ,使得|PQ |=|PF 2|,那么动点Q 的轨迹是( )A.圆B.椭圆C.射线D.直线【知识点】椭圆的几何性质.【解题过程】∵|PQ |=|PF 2|且|PF 1|+|PF 2|=2a ,∴|PQ |+|PF 1|=2a ,又∵F 1、P 、Q 三点共线,∴|PF 1|+|PQ |=|F 1Q |,∴|F 1Q |=2a .即Q 在以F 1为圆心,以2a 为半径的圆上.【思路点拨】根据椭圆定义判断.【答案】A4.在平面直角坐标系xOy 中,已知△ABC 的顶点A (0,-2)和C (0,2),顶点B 在椭圆y 212+x 28=1上,则sin A +sin C sin B 的值是( )A. 3B.2C.2 3D.4【知识点】椭圆的定义及几何性质.【解题过程】由椭圆定义得|BA |+|BC |=43,又∵sin A +sin C sin B =|BC |+|BA ||AC |=434=3,故选A.【思路点拨】根据椭圆定义判断..【答案】A5.已知椭圆的焦点是F 1(-1,0),F 2(1,0),P 是椭圆上的一点,若|F 1F 2|是|PF 1|和|PF 2|的等差中项,则该椭圆的方程是________.【知识点】椭圆的标准方程.【解题过程】由题设知1c =. 结合椭圆的定义得:12122||||2||4a PF PF F F =+==,故2,3a b ==,所以椭圆方程为:22143x y +=. 【思路点拨】利用椭圆的定义求,a c ,再利用222a b c =+求b .【答案】22143x y += 6.如图,把椭圆x 225+y 216=1的长轴AB 分成8等份,过每个分点作x 轴的垂线交椭圆的上半部分于P 1、P 2、…、P 7七个点,F 是椭圆的一个焦点,则|P 1F |+|P 2F |+…+|P 7F |=________.【知识点】椭圆的几何性质.【解题过程】设椭圆右焦点为F′,由椭圆的对称性知,|P1F|=|P7F′|,|P2F|=|P6F′|,|P3F|=|P5F′|,∴原式=(|P7F|+|P7F′|)+(|P6F|+|P6F′|)+(|P5F|+|P5F′|)+12(|P4F|+|P4F′|)=7a=35.【思路点拨】由椭圆定义,转换即可. 【答案】35。
学校:临清一中学科:数学编写人:周晨昌审稿人:张林椭圆及其标准方程【教学目标】1.使学生理解并掌握椭圆的定义、标准方程及其推导过程,并能进行简单应用.2.通过数形结合,教学生猜想,培养学生的探索发现能力.3.帮助学生树立运动变化的观点,培养学生的探索能力和进取精神.【教学重难点】教学重点:对椭圆的定义的理解及其标准方程记忆,教学难点:椭圆标准方程的推导.【教学过程】一、复习并引入新课师:在解析几何中,我们通常把动点按照某种规律运动形成的轨迹叫做曲线.曲线和方程的关系是什么?生:如果曲线上任意一点的坐标都是方程f(x,y)=0的解,同时以方程f(x,y)=0的解为坐标的点又都在曲线上,那么方程就是曲线的方程,曲线就是方程的曲线.师:圆的定义是:在平面上,到定点的距离等于定长的点的轨迹;那么当动点满足哪些条件时轨迹仍然是圆?生:①平面上到两个定点(距离为2d)距离的平方和等于定值a(a>2d2)的点的轨迹是圆;②平面上,与两个定点连线的斜率乘积为-1的点的轨迹是圆.(以上结论在本节课之前书上习题中,请学生自己总结.)师:由此可见,平面上到两个定点距离或与两个定点连线满足某种条件的点的轨迹比较特殊,下面就从这点出发研究.二、讲授新课1.请学生观察计算机演示如图2-23,并思考两个问题.(1)动点是在怎样的条件下运动的?(2)动点运动出的轨迹是什么?观察后请学生回答.生:动点是在“到两个定点距离之和等于定值”这一条件下运动的,轨迹是椭圆.师:椭圆这种曲线你在哪些地方见过?生:立体几何中圆的直观图是椭圆.生:人造卫星的运行轨道.师:好,这种曲线在实际生活中是很常见的,很多物体的横截面的轮廓线也是椭圆,可见学习这种曲线的有关知识是十分必要的.(联系实际生活进行教学可以使教学内容亲切,激发学生的学习热情.)师:是否到两个定点距离之和等于定值的点的轨迹就一定是椭圆呢?(学生可能一时答不出,教师可请学生观察计算机演示如图2-24并思考.)图2-24师:当两个定点位置变化时,轨迹发生了怎样的变化?生:当两个定点重合时,轨迹变化为圆;当定值等于两个定点间的距离时,轨迹是一条线段.师:可见圆是椭圆的特例.据此你能得到什么结论?生:平面上不存在到两个定点距离之和小于定值的点.说明:观察计算机演示“通过两焦点位置的改变而引起椭圆形状变化的课件”,首先从一个点分裂为两个点,曲线从圆变成椭圆;随着两点间距离的增大,椭圆越来越扁,直到动点到此两点距离之和恰好等于两点间距离时,动点的运动曲线变成了线段,然后随着两点间距离的缩小,曲线再变成椭圆;当两点重合时,曲线又变成了圆,如此反复……如图2-24.从而启发学生发现椭圆定义中的条件,然后师生共同小结完成下表,教师可用投影进行完整的总结.在平面上到两个定点F1,F2距离之和等于定值2a的点的轨迹为最后由学生口述教师板书:把平面内与两个定点F1,F2距离之和等于定值2a的点的轨迹叫做椭圆,其中2a>|F1F2|.顺便可以指出两个定点叫做焦点,两个焦点之间的距离叫做焦距,用2c(c>0)表示.2.推导椭圆的标准方程.师:下面我们一起来推导椭圆的方程.教师提出问题:求到两个定点F1,F2距离之和等于定值2a(2a>|F1F2|)的点的轨迹.师:求曲线方程的步骤是什么?生:求曲线方程的步骤是:①建立坐标系设动点坐标:②寻找动点满足的几何条件;③把几何条件坐标化;④化简得方程;⑤检验其完备性.师:那么此题应如何建立坐标系呢?建立直角坐标系一般应符合简单和谐化的原则,如使关键点的坐标、关键几何量(距离、直线的斜率等)的表达式简单化,注意要充分利用图形的特殊性.(让学生思考后回答)教师归纳大体上有如下三个方案:①取一个定点为原点,以F1,F2所在直线为x轴建立直角坐标系,如图2-25;②以F1,F2所在直线为y轴,线段F1F2的中点为原点建立直角坐标系,如图2-26;③以F1,F2所在直线为x轴,线段F1F2的中点为原点建立直角坐标系,最后选定方案②,如图2-27,推导出方程.解析:1)建系:以F1,F2所在直线为x轴,线段F1F2的中点为原点建立直角坐标系,并设椭圆上任意一点的坐标为M(x,y),设两定点坐标为:F1(-c,0),F2(c,0),2)则M满足:|MF1|+|MF2|=2a,4)化简.师:我们要化简方程就是要化去方程中的根式,你学过什么办法?生:化去方程中的根式应该用移项平方、再移项再平方的办法.师:好,下面我们就一起来完成这部分计算.(师生共同完成)a4-2a2cx+c2x2=a2x2-2a2cx+a2c2+a2y2,整理得:(a2-c2)x2+a2y2=a2(a2-c2).师:还有其它化简的方法吗?一般遇到化简根式的问题你应该想到什么?生:共轭根式.师:好,下面我们就通过构造共轭根式、解方程组的办法化方程中的根式.(师生共同完成.此部分内容可根据学生情况选讲)(x+c)2+y2-[(x-c)2+y2]=4cx ②,由②÷①得:化简得:(a2-c2)x2+a2y2=a2(a2-c2).师:到此我们已经推导出了椭圆的方程,但此形式还不够简洁,且x,y的系数形式不一致,为了使方程形式和谐且便于记忆和使用,我们应该如何将方程进行变形呢?(这里,数学审美成为研究发现的动力.)学生此时可能还不理解,教师可启发学生观察图形如图2-28,看看a与c的关系如何?师:请结合图形找出方程中a、c的关系.生:根据椭圆定义知道a2>c2,且如图所示,a与c可以看成Rt△MOF2的斜边和直角边.师:很好!那我们不妨令b2=a2-c2,则方程就变形为b2x2+a2y2=a2b2,如果再化简,你会得到什么形式的方程呢?师:其中a与b的关系如何?为什么?生:a>b>0,因为a与b分别是Rt△MOF2的斜边、直角边.教师指出(*)式就是焦点在x轴上的椭圆的标准方程,最后说明:1)方程中条件a>b>0不可缺少(结合图形),当a=b>0时,就化成圆心在原点的圆的方程,从而进一步说明圆是椭圆的特例;(这实际上是一种极限情况.)2)b的选取虽然是为了方程形式简洁与和谐,但也有实际的几何意义,即:b2=a2-c2;3)请学生猜想:若用方案③(即焦点在y轴上),得到的方程形式又如何呢?(启发学生根据对称性进行猜想)师:请同学们课后进行推导验证.师:此时方程中a与b的关系又如何?(结合图形请学生将条件a>b>0补上.)三、例题例1.平面内两个定点间的距离为8,写出到这两个定点距离之和为10的点的轨迹方程.解析:所求轨迹是椭圆,两个定点为焦点,用F1,F2表示,不妨以F1,F2所在直线为x轴,线段F1F2的中垂线为y轴,建立直角坐标系,则2a=10,2c=8,因为b2=a2-c2=9,点评:很多学生不建立坐标系就写出了方程.强调建立不同的坐标系会得到不同的方程,因此当题目中没有给定坐标系时,首先应选择合适的坐标系.变式训练1。
椭圆及其标准方程(1)1.从具体情境中抽象出椭圆的模型;2.掌握椭圆的定义;3.掌握椭圆的标准方程.3840,文P 32~ P 34找出疑惑之处)复习1:过两点(0,1),(2,0)的直线方程 .复习2:方程22(3)(1)4x y -++= 表示以 为圆心, 为半径的 .二、新课导学※ 学习探究取一条定长的细绳,把它的两端都固定在图板的同一个点处,套上铅笔,拉紧绳子,移动笔尖,这时笔尖画出的轨迹是一个 .如果把细绳的两端拉开一段距离,分别固定在图板的两个点处,套上铅笔,拉紧绳子,移动笔尖,画出的轨迹是什么曲线?思考:移动的笔尖(动点)满足的几何条件是什么? 经过观察后思考:在移动笔尖的过程中,细绳的 保持不变,即笔尖 等于常数.新知1: 我们把平面内与两个定点12,F F 的距离之和等于常数(大于12F F )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 .反思:若将常数记为2a ,为什么122a F F >?当122a F F =时,其轨迹为 ;当122a F F <时,其轨迹为 .试试:已知1(4,0)F -,2(4,0)F ,到1F ,2F 两点的距离之和等于8的点的轨迹是 .小结:应用椭圆的定义注意两点:①分清动点和定点;②看是否满足常数122a F F >.新知2:焦点在x 轴上的椭圆的标准方程()222210x y a b a b+=>> 其中222b a c =-若焦点在y 轴上,两个焦点坐标 ,则椭圆的标准方程是 .※ 典型例题例1 写出适合下列条件的椭圆的标准方程:⑴4,1a b ==,焦点在x 轴上;⑵4,a c =y 轴上;⑶10,a b c +==.变式:方程214x y m+=表示焦点在x 轴上的椭圆,则实数m 的范围 .新 课 标第 一网小结:椭圆标准方程中:222a b c =+ ;a b > .例2 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 .变式:椭圆过点 ()2,0-,(2,0),(0,3),求它的标准方程.小结:由椭圆的定义出发,得椭圆标准方程 .※ 动手试试练1. 已知ABC ∆的顶点B 、C 在椭圆2213x y +=上,顶点A 是椭圆的一个焦点,且椭圆的另外一个焦点在BC 边上,则ABC ∆的周长是( ).A .B .6C .D .12练2 .方程219x y m-=表示焦点在y 轴上的椭圆,求实数m 的范围.三、总结提升※ 学习小结1. 椭圆的定义:2. 椭圆的标准方程:※ 知识拓展1997年初,中国科学院紫金山天文台发布了一条消息,从1997年2月中旬起,海尔·波普彗星将逐渐接近地球,过4月以后,又将渐渐离去,并预测3000年后,它还将光临地球上空1997年2月至3月间,许多人目睹了这一天文现象天文学家是如何计算出彗星出现的准确时间呢?原来,海尔·波普彗星运行的轨道是一个椭圆,通过观察它运行中的一些有关数据,※ 自我评价 你完成本节导学案的情况为( ).A. 很好B. 较好C. 一般D. 较差※ 当堂检测(时量:5分钟 满分:10分)计分:1.平面内一动点M 到两定点1F 、2F 距离之和为常数2a ,则点M 的轨迹为( ).A .椭圆B .圆C .无轨迹D .椭圆或线段或无轨迹2.如果方程222x ky +=表示焦点在y 轴上的椭圆,那么实数k 的取值范围是( ).A .(0,)+∞B .(0,2)C.(1,)+∞D.(0,1)3.如果椭圆22110036x y+=上一点P到焦点1F的距离等于6,那么点P到另一个焦点2F的距离是().A.4 B.14 C.12 D.84.椭圆两焦点间的距离为16,且椭圆上某一点到两焦点的距离分别等于9和15,则椭圆的标准方程是.5.如果点(,)M x y在运动过程中,10=,点M的轨迹是,它的方程是.1. 写出适合下列条件的椭圆的标准方程:⑴焦点在x轴上,焦距等于4,并且经过点(3,P-;⑵焦点坐标分别为()()0,4,0,4-,5a=;⑶10,4a c a c+=-=.2. 椭圆2214x yn+=的焦距为2,求n的值.。
可编辑修改精选全文完整版教学设计(2)这里的常数有什么限制吗?教师边演示边提示学生注意:若常数=|F1F2|,则是线段F1F2;若常数<|F1F2|,则轨迹不存在;若要轨迹是椭圆,还必须加上限制条件:“此常数大于|F1F2|”.(二)椭圆标准方程的推导13分钟1.标准方程的推导.教师引导学生得出椭圆方程,由a、b的关系判定焦点在哪一个坐标轴上。
2.教师给出表格和学生一起总结椭圆的方让学生自己去推导椭圆的标准方程,给学生较多的思考问题的时间和空间,变“被动”为“主动”,变“灌输”为“发现”。
教师结合猜想加以引导由椭圆的定义,可以知道它的基本几何特征,但对椭圆还具有哪些性质,我们还一无所知,所以需要用坐标法先建立椭圆的方程.如何建立椭圆的方程?根据求曲线方程的一般步骤,可分:(1)建系设点;(2)点的集合;(3)代数方程;(4)化简方程等步骤.(1)建系设点以两定点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(如图2-14).设|F1F2|=2c(c>0),M(x,y)为椭圆上任意一点,则有F1(-1,0),F2(c,0).(2)点的集合由定义不难得出椭圆集合为:P={M||MF1|+|MF2|=2a}.(3)代数方程(4)化简方程整理后,再平方得(a2-c2)x2+a2y2=a2(a2-c2)椭圆的焦点在x轴上,焦点是F1(-c,0)、F2(c,0).这里c2=a2-b2.2.两种标准方程的比较(引导学生归纳)F1(-c,0)、F2(c,0),这里c2=a2-b2;F1(-c,0)、F2(0,c),这里c2=a2+b2,只须将(1)方程的x、y互换即可得到.教师指出:在两种标准方程中,∵a2>b2,∴可以根据分母的大小来判定焦点在哪一个坐标轴上.(三)例题与8分钟,练习12分钟例1求适合下列条件的椭圆的标准方程:1.教师引导学生得学生自己写解题过程 2.学生板演 3.学生讨论4.老师出示练习题(课件)学生做练习题(1)掌握椭圆方程a、b之间的关系 (2)掌握运用椭圆定义法、待定系数法求椭圆的标准方程。
人教版高中选修2-1《椭圆及其标准方程》教学设计《人教版高中选修2-1《椭圆及其标准方程》教学设计》这是优秀的教学设计文章,希望可以对您的学习工作中带来帮助!教学目标知识与技能:(1)初步掌握椭圆的定义及其标准方程。
(2)能对两个根号的代数式化简。
过程与方法:(1)能动手从圆中做出椭圆和用绳子画出椭圆,能将它转化成数学语言。
(2)能在分组讨论及引导下化简两个根号的代数式。
(3)类比圆的学习过程学习椭圆。
情感与价值观:体会数形结合的思想,方程思想,类比的思想在本节课中的应用。
感悟椭圆及椭圆方程的对称美。
教学重点:掌握椭圆的定义及其标准方程,理解坐标法的基本思想。
教学难点:椭圆标准方程的推导与化简。
教学过程:(一)椭圆概念的形成画一画,椭圆初步印象师:前面我们学习了圆,现在我们在圆中进行一个作图游戏,如图,圆的圆心为,在圆内取异于一定点,在圆上取一点,连接,做出线段的垂直平分线交于,然后在圆上依次取,依次得。
最后用一条光滑的曲线连接,。
为了方便大家画图,我给每个小组设计了一个画板。
请各小组合作完成作图。
(PPT演示一个作图例子)师:大家得到了什么图形呢?学生:椭圆师:为了图形更加的准确,我们用计算机验证一下。
(PPT几何画板演示)师:的确是一个椭圆,生活中还有哪些物品是椭圆形的呢?学生:师:我也准备了几个,请大家看看。
(PPT演示图片)师:椭圆就是我们这节课要研究的对象。
(PPT演示标题)。
通过本节课的学习,将达到以下目标。
(PPT演示三维目标)师:我们对椭圆已经有了一个初步印象,请分析刚才做出椭圆的过程中,哪些内容是确定的,哪些内容是变化的呢?(PPT演示作图例子) 学生:师:在平面内确定两个定点,动点到两个定点的距离之和为定值。
所以我们可以取一条定长的细绳,把它的两端都固定在图板上,套上铅笔,拉紧绳子,移动笔尖,就可以画出椭圆。
请各小组试一试。
议一议,椭圆定义的条件师:大家注意到,板上有3根绳子,大家选的那一根?学生:师:如果用另外两根,能画出什么图形呢?学生:一根画出线段,另外一根画不出任何图形。
一、教案背景1、面向学生:高中学科:高二数学2、课时:1课时3、学生课前准备:(1)预习课本,思考:椭圆的定义及标准方程及其推导方法.(2)思考:椭圆定义中应该注意那些.(3)思考:标准方程是如何推导的.二、教学课题:《椭圆及其标准方程》第一课时1、理解椭圆的定义,明确焦点、焦距的概念,掌握椭圆的标准方程的推导及椭圆的标准方程;2、进一步学习类比、数形结合的数学思想方法,理解坐标法及其应用.3、重点:椭圆的定义、椭圆的标准方程、坐标化的基本思想难点:椭圆标准方程的推导与化简,坐标法的应用关键:含有两个根式的等式化简三、教材分析1、本节教材整体来看是两大块内容:意识椭圆的定义;二是椭圆的标准方程.椭圆是圆锥曲线这一章所要研究的三种圆锥曲线中首先遇到的,所以教材把用坐标法对椭圆的研究放在了重点位置上.学好椭圆对于学生学好圆锥曲线是非常重要的.2、这节课的重点是椭圆的定义、椭圆的标准方程、坐标化的基本思想;难点是椭圆标准方程的推导与化简,坐标法的应用;标准方程推导的关键是含有两个根式的等式化简.四、教学方法1、用模型结合多媒体课件演示椭圆,再给出椭圆的定义,最后加以强调,加强概念的形成过程教学.2、对椭圆的标准方程的推导,可采用观察、分析、归纳、抽象、概括、自主探究、合作交流的教学方法,调动学生参与课堂教学的主动性和积极性.3、本节课坚持推行“学案引导——自主学习——合作探究——精讲点拨——巩固练习”的课堂教学模式,按照“创设情境——学生活动——意义建构——数学理论——数学应用——回顾反思——巩固提高”的程序设计教学过程,并以多媒体手段辅助教学,使学生经历实践、观察、猜想、论证、交流、反思等理性思维的基本过程,切实改进学生的学习方式,使学生真正成为学习的主人.五、教学过程课前预习,搜寻问题1、椭圆的定义及注意事项:2、椭圆的标准方程的推导:3、椭圆的标准方程有那几种形式:课内探究,答疑解惑一、创设情景、引入概念首先用多媒体演示“神州七号”飞船绕地球旋转运行的画面,并描绘出运行轨迹图.★问一:“神州七号”飞船绕地球旋转的轨迹是什么图形?二、尝试探究、形成概念学生实验:按课本上介绍的方法,学生用一块纸板,两个图钉,一根无弹性的细绳尝试画椭圆.实验探究:保持绳长不变,改变两个图钉之间的距离,画出的椭圆有什么变化?思考:根据上面探究实践回答,椭圆是满足什么条件的点的轨迹?椭圆的定义:找定义的关键处:①平面曲线;②任意一点到两个定点的距离的和等于常数;③常数大于| F1F2|.三、标准方程的推导归纳求曲线方程的一般步骤:建系→设点→列出方程→化简方程.建系一般应遵循简单、优化的原则.★问二:怎样建立坐标系,才能使求出的椭圆方程最为简单?推导过程:思考:观察右图,能从中找出表示,a c12222=+byax.(0a b>>)此即为椭圆的标准方程.它所表示的椭圆的焦点在x轴上,焦点是)0,()0,(21cFcF-,中心在坐标原点的椭圆方程.M2F1F★问三:如果椭圆的焦点F 1,F 2在y 轴上,线段F 1F 2的垂直平分线为x 轴,a ,b ,c 意义同上,椭圆的方程形式又如何?注意理解以下几点:① 在椭圆的两种标准方程中,都有0>>b a 的要求;② 在椭圆的两种标准方程中,由于22a b >,所以可以根据分母的大小来判定焦点在哪一个坐标轴上;③ 椭圆的三个参数,,a b c 之间的关系是222a b c =+,其中0,0,a b a c b c >>>>和 大小不确定.四、尝试应用1、下列方程哪些表示的是椭圆,如果是,判断它的焦点在哪个坐标轴上?2、 写出适合下列条件的椭圆的标准方程:两个焦点的坐标分别是()04,-、()04,,椭圆上一点到两焦点距离的和等于10;变式一:将上题焦点改为(0,-4)、(0,4), 结果如何?变式二:将上题改为两个焦点的距离为8,椭圆上一点P 到两焦点的距离和等于10,结果如何?五、典例分析:例:写出适合下列条件的椭圆的标准方程两个焦点的坐标分别是()20-,、()20,,并且经过点P ⎪⎭⎫⎝⎛-2523,. 11)4(2222=++m y m x 123)3(22-=--y x 0225259)2(22=--y x 11625)1(22=+y x六、课堂练习1.写出适合下列条件的椭圆的标准方程:(1)a =4,b =3,焦点在x 轴; (2)a =5,c =2,焦点在y 轴上.2.椭圆191622=+y x 的焦距是 ,焦点坐标为 ;若CD 为过左焦点1F 的弦,则CD F 2∆的周长为 .课后反思,巩固练习1、课后反思与体验<1>、本节课我学到了哪些知识,是用什么方法学会的?<2>、我还有什么知识没有掌握,是什么原因导致的?<3>、我从老师和同学那儿学到了哪些好的学习方法?<4>、通过上述的回顾评价一下自己本节课的表现。
课题:椭圆及其标准方程教材:普通高中课程标准试验教科书——《数学》选修2-1 一、教材分析:《椭圆及其标准方程》是高中数学新教材选修2—1第二章第二节的第一课时。
从知识上说,它是运用坐标法研究曲线的几何性质的又一次实际演练,同时它也是进一步研究椭圆几何性质的基础;从方法上说,它为后面研究双曲线、抛物线提供了基本模式和理论基础;所以说,无论从教材内容,还是从教学方法上都是起着承上启下的作用,它是学好本章内容的关键。
因此搞好这一节的教学,具有非常重要的意义。
二、教学目标分析:(一)知识与技能目标: 准确理解椭圆的定义,掌握椭圆的标准方程及其推导.(二)过程与方法目标: 通过引导学生亲自动手尝试画图、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、辨析、归纳问题的能力.(三)情感态度与价值观目标:(1)通过椭圆定义的获得培养学生探索数学的兴趣.(2)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.三、教学重点、难点:(一).重点:椭圆定义及其标准方程(二).难点:椭圆标准方程的推导四、教学方法与教学手段采用启发和探究式教学相结合的教学模式,即在教师的引导下,创设情境,学生利用课前准备的工具亲自动手画出椭圆,并讨论椭圆上的点满足的条件,以此来充分调动学生学习的主动性和积极性,发展学生数形结合,等价转换等思想,培养学生综合运用知识解决问题的能力。
教学手段:计算机课件辅助教学。
五、教学过程:(一)认识椭圆,探求规律:1.对椭圆的感性认识.通过演示课前老师准备的有关椭圆的图片,让学生从感性上认识椭圆.2.通过演示动画,展示椭圆的形成过程,使学生认识到椭圆是点按一定“规律”运动的轨迹.(二)动手实验,亲身体会用上面所总结的规律,指导学生互相合作(主要在于动手),体验画椭圆的过程(课前准备细绳),并以此了解椭圆上的点的特征.请两名同学上黑板画(三)归纳定义,完善定义我们通过动画演示,实践操作,对椭圆有了一定的认识,下面由同学们归纳椭圆的定义.椭圆定义:平面内与两个定点21,F F 的距离的和等于常数(大于||21F F =2c )的点的轨迹叫做椭圆。
2.1.1椭圆及其标准方程班级 姓名 小组 号【学习目标】 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。
【重点难点】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。
【学情分析】学生已经学习了有关直线与圆的知识,对用坐标法研究几何问题已经有了初步的认识,对探究点的轨迹问题已有一定的知识基础和学习能力,这有利于学生实现从“旧知”向“新知”的迁移。
【导学流程】 自主学习内容 一、回顾旧知:圆的标准方程 ,圆心 半径 。
圆的一般方程 ,圆心 ,半径 。
二、基础知识感知 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焦点在x 轴上焦点在y 轴上标准方程(a>b>0)(a>b>0)图形焦距 =21F F焦点坐标a,b,c 的关系三、探究问题探究一:椭圆的定义如图所示,已知F 1,F 2是椭圆x 2100+y 236=1的两个焦点.(1)若椭圆上一点P 到焦点F 1的距离等于15,那么点P 到另一个焦点F 2的距离是多少? (2)过焦点F 1作直线与椭圆交于A ,B 两点,试求△ABF 2的周长.探究二:椭圆标准方程的应用已知椭圆的标准方程为x 225+y 2m 2=1 (m >0),并且焦距为6,求实数m 的值.探究三 椭圆的标准方程求满足下列条件的椭圆的标准方程.(1)焦点坐标分别为(0,-2),(0,2),且经过点(4,32); (2)a =8,c =6;(3)经过两点⎪⎭⎫ ⎝⎛31,311p ,⎪⎭⎫ ⎝⎛-21,02p探究四 椭圆的焦点三角形问题已知椭圆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°,求△PF 1F 2的面积.四、基础知识拓展与迁移1、已知方程x 2m 2+n -y 23m 2-n=1表示双曲线,且该双曲线两焦点间的距离为4,则n 的取值范围是( )A .(-1,3)B .(-1,3)C .(0,3)D .(0,3)2、焦点分别为(0,52)和(0,-52)的椭圆截直线y =3x -2所得弦的中点的横坐标为12,求此椭圆的方程.小组讨论问题预设:已知F 1为椭圆5x 2+9y 2=45的左焦点,P 为椭圆上半部分上任意一点,A (1,1)为椭圆内一点,求|PF 1|+|PA |的最小值.课堂训练问题预设: 1、a =5,c =3,焦点在x 轴上的椭圆标准方程为_______________. 2、椭圆的方程为y 29+x 24=1,则a =________,b =________,c =________.3、椭圆x 225+y 29=1上一点P 到一个焦点的距离为4,则P 到另一个焦点的距离为________.4、椭圆4x 2+y 2=4的焦点坐标为___________.5、如图,设P 是圆x 2+y 2=25上的动点,点D 是P 在x 轴上的投影,M 为PD 上一点,且|MD |=45|PD |.当P 在圆上运动时,求点M 的轨迹C 的方程,并判断此曲线的类型.1、 课堂小结2、 本节课学习内容中的问题和疑2.1.1椭圆及其标准方程班级 姓名 小组 号【课后限时训练】时间50分钟第I 部分 本节知识总结第II 部分 基础知识达标 一、 选择题(每题10分共4小题)1、设F 1,F 2为定点,|F 1F 2|=6,动点M 满足|MF 1|+|MF 2|=6,则动点M 的轨迹是( )A .椭圆B .线段C .圆D .直线 2、椭圆2x 2+3y 2=12的两焦点之间的距离是( )A . 210B .10C . 2D .2 23、若椭圆的两焦点为(-2,0),(2,0),且该椭圆过点⎝ ⎛⎭⎪⎫52,-32,则该椭圆的方程是( )A.y 28+x 24=1B.y 210+x 26=1C. x 28+y 24=1D. x 210+y 26=14、设F 1、F 2是椭圆x 216+y 212=1的两个焦点,P 是椭圆上一点,且P 到两个焦点的距离之差为2,则△PF 1F 2是( )A .钝角三角形B .锐角三角形C .直三角形D .斜角三角形 二、 填空题(每题10分共3小题)5、椭圆x 225+y 29=1的焦点坐标为____________________.6、椭圆5x 2+ky 2=5的一个焦点是(0,2),那么k =____.7、椭圆x 216+y 225=1的两焦点分别为F 1、F 2,过F 2的直线交椭圆于A 、B 两点,则△ABF 1的周长为________.三、解答题(每题15分共2小题) 8、根据下列条件,求椭圆的标准方程.(1)两个焦点的坐标分别是(-4,0),(4,0),椭圆上任意一点P 到两焦点的距离之和等于10;(2)两个焦点的坐标分别是(0,-2),(0,2),并且椭圆经过点⎝ ⎛⎭⎪⎫-32,52.9、根据下列条件,求椭圆的标准方程. (1)中心在原点,焦点在坐标轴上,且经过点⎝⎛⎭⎪⎫63,3和点⎝ ⎛⎭⎪⎫223,1. (2)经过点(2,-3)且与椭圆9x 2+4y 2=36有共同的焦点.本节课学习过程中的问题和疑难。
《椭圆及其标准方程》教案(通用4篇)《椭圆及其标准方程》篇1教学目标:(一)知识目标:掌握椭圆的定义及其标准方程,能正确推导椭圆的标准方程.(二)能力目标:培养学生的动手能力、合作学习能力和运用所学知识解决实际问题的能力;培养学生运用类比、分类讨论、数形结合思想解决问题的能力.(三)情感目标:激发学生学习数学的兴趣、提高学生的审美情趣、培养学生勇于探索,敢于创新的精神.教学重点:椭圆的定义和椭圆的标准方程.教学难点:椭圆标准方程的推导.教学方法:探究式教学法,即教师通过问题诱导→启发讨论→探索结果,引导学生直观观察→归纳抽象→总结规律,使学生在获得知识的同时,能够掌握方法、提升能力.教具准备:多媒体和自制教具:绘图板、图钉、细绳.教学过程:(一)设置情景,引出课题问题:XX年10月12日上午9时,“神州六号”载人飞船顺利升空,实现多人多天飞行,标志着我国航天事业又上了一个新台阶,请问:“神州六号”飞船的运行轨道是什么?多媒体展示“神州六号”运行轨道图片.(二)启发诱导,推陈出新复习旧知识:圆的定义是什么?圆的标准方程是什么形式?提出新问题:椭圆是怎么画出来的?椭圆的定义是什么?它的标准方程又是什么形式?引出课题:椭圆及其标准方程(三)小组合作,形成概念动画演示椭圆形成过程.提问:点m运动时,f1、f2移动了吗?点m按照什么条件运动形成的轨迹是椭圆?下面请同学们在绘图板上作图,思考绘图板上提出的问题:1.在作图时,视笔尖为动点,两个图钉为定点,动点到两定点距离之和符合什么条件?其轨迹如何?2.改变两图钉之间的距离,使其与绳长相等,画出的图形还是椭圆吗?3.当绳长小于两图钉之间的距离时,还能画出图形吗?学生经过动手操作→独立思考→小组讨论→共同交流的探究过程,得出这样三个结论:椭圆线段不存在并归纳出椭圆的定义:平面内与两个定点、的距离的和等于常数(大于)的点的轨迹叫做椭圆.这两个定点叫做椭圆的焦点,两焦点的距离叫做椭圆的焦距.(四)椭圆标准方程的推导:1.回顾:求曲线方程的一般步骤:建系、设点、列式、化简.2.提问:如何建系,使求出的方程最简?由各小组讨论,请小组代表汇报研讨结果.各组分别选定一种方案:(以下过程按照第一种方案)①建系:以所在直线为x轴,以线段的垂直平分线为y轴,建立直角坐标系。
高中数学《椭圆及其标准方程》教案作为一名专为他人授业解惑的人民教师,就难以避免地要准备教案,教案是备课向课堂教学转化的关节点。
教案要怎么写呢?下面是小编精心整理的高中数学《椭圆及其标准方程》教案,欢迎阅读与收藏。
高中数学《椭圆及其标准方程》教案篇1一、教材分析1、教材的地位及作用圆锥曲线是高考重点考查内容。
“椭圆及其标准方程”是《圆锥曲线与方程》第一节内容,是继学习圆以后运用“曲线和方程”理论解决具体的二次曲线的又一实例。
从知识上说,它是运用坐标法研究曲线的几何性质的又一次实际演练,同时它也是进一步研究椭圆几何性质的基础;从方法上说,它为后面研究双曲线、抛物线提供了基本模式;所以,无论从教材内容,还是从教学方法上都起着承上启下的作用,它是学好本章内容的关键。
因此搞好这一节的教学,具有非常重要的意义。
2、教学目标根据上述教材结构与内容分析,考虑到学生已有的认知结构心理特征,制定如下教学目标:(1)、知识目标:掌握椭圆的定义及其标准方程,通过对椭圆标准方程的探求,熟悉求曲线方程的一般方法。
(2)、能力目标:让学生通过自我探究、合作学习等,提高学生实际动手、合作学习以及运用知识解决实际问题的能力。
(3)、情感目标:在教学中充分揭示“数”与“形”的内在联系,体会数与形的统一,激发学生学习数学的兴趣,培养学生勇于探索,勇于钻研的精神。
3、教学重点、难点教学重点:椭圆的定义及椭圆的标准方程。
教学难点:椭圆标准方程的建立和推导。
在学习本课前,学生已学习了直线与圆的方程,对曲线和方程的概念有了一些了解与运用的经验,用坐标法研究几何问题也有了初步的认识。
但由于学生学习解析几何时间还不长、学习程度也较浅,对坐标法解决几何问题掌握还不够。
另外,学生对含有两个根式之和(差)等式化简的运算生疏,去根式的策略选择不当等是导致“标准方程的推导”成为学习难点的直接原因。
据以上对教材及学情的分析,确定椭圆的定义及其标准方程为本课的教学重点;椭圆标准方程的推导为本课的难点。
《椭圆及其标准方程》教案一、教学内容解析本节课是人教A版选修2-1中的第二章第二节第一课时的内容,其主要内容是研究椭圆的定义及其标准方程,属于概念性知识。
解析几何是在直角坐标系的基础上,利用代数方法解决几何问题的一门学科。
从知识上讲,本节是在直线和圆的基础上,对解析法的又一次实际运用,同时也是进一步研究椭圆几何性质的基础;从方法上讲,为进一步研究双曲线、抛物线提供了基本模式和理论基础;从教材编排上讲,三种圆锥曲线独编为一章,体现椭圆的重要地位。
解析几何的意义主要表现在数形结合的思想上,在研究椭圆定义和方程的过程中,几何直观观察和代数严格推导相互结合,同时要借助圆作类比,用类比的思想为学生的思维搭桥铺路。
因此本节课内容起到了承上启下的重要作用,是本章和本节的重点。
本节课的教学重点是:椭圆的定义及其标准方程。
二、学生学情分析(1)学生已初步掌握用坐标法研究直线和圆的方程;(2)学生已初步熟悉求曲线方程的基本步骤;(3)学生对于利用数形结合思想解决问题的意识还不够强;(4)对含有两个根式方程的化简能力薄弱。
三、教学目标知识目标:(1)理解椭圆的定义。
(2)掌握椭圆的标准方程,在化简椭圆方程的过程中提高学生的运算能力。
过程与方法:经历椭圆概念的产生过程,学习从具体实例中提炼数学概念的方法,由形象到抽象,从具体到一般,掌握数学概念的数学本质。
情感目标:培养学生勇于探索,善于发现的创新思想,形成实事求是的科学态度并体会数学的简洁美、对称美。
教学难点及突破策略:1.本节课的教学难点:椭圆的标准方程的推导与化简。
2.突破策略:引导学生类比建立圆的方程的方法,经过学生独立思考与交流讨论,在椭圆上建立恰当的直角坐标系;化简动点满足的代数方程时,引导学生注意观察方程的特点,对其进行移项变形后再通过平方运算进行化简,配合多媒体演示。
四、教学策略分析1.为了充分调动学生学习数学的积极性,促进学生主动思考,采用问题串引导探究活动,以问题作为引领,诱导学生积极思考;2.利用手工制作的教具和现代教育手段,把教学内容与教具及现代教育手段合理整合。
学校:临清一中学科:数学编写人:周晨昌审稿人:张林椭圆及其标准方程【教学目标】1使学生理解并掌握椭圆的定义、标准方程及其推导过程,并能进行简单应用.2•通过数形结合,教学生猜想,培养学生的探索发现能力.3•帮助学生树立运动变化的观点,培养学生的探索能力和进取精神.【教学重难点】教学重点:对椭圆的定义的理解及其标准方程记忆,教学难点:椭圆标准方程的推导.【教学过程】一、复习并引入新课师:在解析几何中,我们通常把动点按照某种规律运动形成的轨迹叫做曲线•曲线和方程的关系是什么?生:如果曲线上任意一点的坐标都是方程f(x , y)=0的解,同时以方程f(x , y)=0的解为坐标的点又都在曲线上,那么方程就是曲线的方程,曲线就是方程的曲线.师:圆的定义是:在平面上,至U定点的距离等于定长的点的轨迹;那么当动点满足哪些条件时轨迹仍然是圆?生:①平面上到两个定点 (距离为2d)距离的平方和等于定值 a(a >2d2)的点的轨迹是圆;②平面上,与两个定点连线的斜率乘积为-1的点的轨迹是圆.(以上结论在本节课之前书上习题中,请学生自己总结. )师:由此可见,平面上到两个定点距离或与两个定点连线满足某种条件的点的轨迹比较特殊,下面就从这点出发研究.二、讲授新课1 •请学生观察计算机演示如图2-23,并思考两个问题.图 2-24(1) 动点是在怎样的条件下运动的? (2) 动点运动出的轨迹是什么? 观察后请学生回答.生:动点是在“到两个定点距离之和等于定值”这一条件下 运动的,轨迹是椭圆.师:椭圆这种曲线你在哪些地方见过? 生:立体几何中圆的直观图是椭圆. 生:人造卫星的运行轨道.师:好,这种曲线在实际生活中是很常见的,很多物体的横截面的轮廓线也是椭圆, 可见学习这种曲线的有关知识是十分必要的.(联系实际生活进行教学可以使教学内容亲切,激发学生的学习热情. )师:是否到两个定点距离之和等于定值的点的轨迹就一定是椭圆呢? (学生可能一时答不出,教师可请学生观察计算机演示如图2-24并思考.)师:当两个定点位置变化时,轨迹发生了怎样的变化?生:当两个定点重合时,轨迹变化为圆;当定值等于两个定点间的距离时,轨迹是一条线段.师:可见圆是椭圆的特例•据此你能得到什么结论?生:平面上不存在到两个定点距离之和小于定值的点.说明:观察计算机演示“通过两焦点位置的改变而引起椭圆形状变化的课件”,首先从一个点分裂为两个点,曲线从圆变成椭圆;随着两点间距离的增大,椭圆越来越扁,直到动点到此两点距离之和恰好等于两点间距离时,动点的运动曲线变成了线段,然后随着两点间距离的缩小,曲线再变成椭圆;当两点重合时,曲线又变成了圆,如此反复”如图2-24 .从而启发学生发现椭圆定义中的条件,然后师生共同小结完成下表,教师可用投影进行完整的总结.在平面上到两个定点 F i, F2距离之和等于定值 2a的点的轨迹为椭圆(加〉厲巧|);弋线段(為=|F]Fj)1不存在(2枝<|耳兔).最后由学生口述教师板书:把平面内与两个定点F i, F2距离之和等于定值 2a的点的轨迹叫做椭圆,其中2a> IF1F2I .顺便可以指出两个定点叫做焦点,两个焦点之间的距离叫做焦距,用2c(c > 0)表示.2.推导椭圆的标准方程.师:下面我们一起来推导椭圆的方程.教师提出问题:求到两个定点F i, F2距离之和等于定值 2a(2a >|F1F2|)的点的轨迹.师:求曲线方程的步骤是什么?生:求曲线方程的步骤是:①建立坐标系设动点坐标:②寻找动点满足的几何条件;③把几何条件坐标化;④化简得方程;⑤检验其完备性.师:那么此题应如何建立坐标系呢?建立直角坐标系一般应符合简单和谐化的原则,如使关键点的坐标、关键几何量(距离、直线的斜率等)的表达式简单化,注意要充分利用图形的特殊性.(让学生思考后回答)教师归纳大体上有如下三个方案:①取一个定点为原点,以 F i , F 2所在直线为x 轴建立直角坐标系,如图 2-25 ;②,如图2-27,推导出方程.解析:i)建系:以F i , 并设椭圆上任意一点的坐标为F 2所在直线为x 轴,线段F i F 2的中点为原点建立直角坐标系, M(x, y),设两定点坐标为:F i (-c , 0) , F 2(C , 0), 2) 则 M 满足:|MF i |+|MF 2|=2a ,3) 坐标化即:J (x 二)行戸+J (x-5仃沪二2乳4) 化简.师:我们要化简方程就是要化去方程中的根式,你学过什么办法?②以F i ,F 2所在直线为 ③以F i ,F 2所在直线为 y 轴,线段F 1F 2的中点为原点建立直角坐标系,如图 2-26 ;x 轴,线段F i F 2的中点为原点建立直角坐标系,最后选定方案團 2-25生:化去方程中的根式应该用移项平方、再移项再平方的办法.师:好,下面我们就一起来完成这部分计算. (师生共同完成)十 C)? =2a- +y ;两边平方得:(x + c)2 + y 2 - 4a 2 -4a^(x - c)a + y 2 + (K - c)2 +『, 即f w J(n)2 + J ・两边再平方得:422 2 2 2 2 2 2 2 2a -2a cx+c x =a x -2a cx+a c +a y ,整理得:22 222 22 2(a -c )x +a y =a (a -c ).师:还有其它化简的方法吗? 一般遇到化简根式的问题你应该想到什么?生:共轭根式.师:好,下面我们就通过构造共轭根式、解方程组的办法化方程中的根式.(师生共同完成•此部分内容可根据学生情况选讲)2 2 2 2(x+c) +y -[(x-c) +y ]=4cx』(注+沪+寸=—+ a ©两边平方得 1 x 3 + 2cac + c 3 + y 3 = a a + 2cx + ——化简得: / 2 2、 2 2 2 2/ 2 2、 (a -c )x+a y =a (a -c ).师:到此我们已经推导出了椭圆的方程,但此形式还不够简洁,且x, y 的系数形式不一致,为了使方程形式和谐且便于记忆和使用,我们应该如何将方程进行变形呢? (这里,数学审美成为研究发现的动力. )学生此时可能还不理解,教师可启发学生观察图形如图 2-28,看看a 与c 的关系如何?②,由②十①得:③.①+③得:师:请结合图形找出方程中 a、c的关系.生:根据椭圆定义知道 a2> c2,且如图所示,a与c可以看成Rt△ MOF的斜边和直角边.师:很好!那我们不妨令 b2=a2-c2,则方程就变形为 b2x2+a2y2=a2b2,如果再化简,你会得到什么形式的方程呢?生方程变册扌+春1・⑴师:其中a与b的关系如何?为什么?生:a> b>0,因为a与b分别是Rt△ MOF的斜边、直角边.教师指出(*)式就是焦点在x轴上的椭圆的标准方程,最后说明:1)方程中条件a>b>0不可缺少(结合图形),当a=b>0时,就化成圆心在原点的圆的方程,从而进一步说明圆是椭圆的特例;(这实际上是一种极限情况.)2)b的选取虽然是为了方程形式简洁与和谐,但也有实际的几何意义,即:b2=a2-c2;3)请学生猜想:若用方案③ (即焦点在y轴上),得到的方程形式又如何呢?(启发学生根据对称性进行猜想)生t方程形式为^ + ― = 1- a y师:请同学们课后进行推导验证.师:此时方程中a与b的关系又如何?(结合图形请学生将条件 a>b>0补上.)三、例题例1. 平面内两个定点间的距离为 8,写出到这两个定点距离之和为 10的点的轨迹方程.解析:所求轨迹是椭圆,两个定点为焦点,用R, F2表示,不妨以R, F2所在直线为x轴,线段F1F2的中垂线为y轴,建立直角坐标系,则 2a=10, 2c = 8,因为b2=a2-c2=9, 故所求轨迹方程为寻+ ¥“•(另一种情况壬+ ^T也可以,但只有一解)点评:很多学生不建立坐标系就写出了方程•强调建立不同的坐标系会得到不同的方程,因此当题目中没有给定坐标系时,首先应选择合适的坐标系.变式训练1。
一、教学内容解析:本节课是《普通高中课程标准实验教科书·数学》选修2-1第二章第二节第一课时,主要学习椭圆的定义和标准方程.在必修2学生已初步掌握了解析几何研究问题的主要方法,并在平面直角坐标系中研究了直线和圆这两个基本的几何图形.这一节课是在学完圆及其标准方程的基础上,将研究曲线的方法拓展到椭圆,是继续学习椭圆的几何性质的基础;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.另外本节内容蕴含了许多重要的数学思想方法,如:数形结合思想、类比思想、化归思想等.因此,教学时应重视体现数学的思想方法及价值. 基于以上分析确定了本节课的教学重点:掌握椭圆的定义及标准方程,理解坐标法的基本思想;教学难点:椭圆标准方程的推导与化简.二、教学目标设置:1.借助动手实验让学生画出圆、椭圆、线段,找到它们三者之间的联系,为后面研究椭圆做准备。
2.通过播放圆的研究过程的微课,让学生回忆起研究圆的基本流程,从而让学生学会类比圆的研究过程研究椭圆。
3. 通过类比圆的标准方程的推导,小组合作给出椭圆标准方程的推导过程,巩固用坐标化的方法求动点的轨迹方程,同时体会含有两个根式的化简思路。
4. 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。
以上教学目标结合了教学实际,将知识与能力、过程与方法、情感态度价值观的三维目标融入各个教学环节.三、学生学情分析:本节课是在学生已学习了圆的定义及其标准方程和掌握“曲线的方程”与“方程的曲线”的概念之后,学习椭圆定义及其标准方程,符合学生的认知规律,学生有能力学好本节内容; 但在推导椭圆的标准方程时,学生需要自己建立坐标系,再研究推导出方程仍是一个难点。
且之前未接触过一个式子中含两个根式相加的情况,故化简也能是个问题。
人教版高中数学选修2-1 《椭圆及其标准方程》教案
一、课型
新授课
二、教学内容
1、椭圆的定义;
2、椭圆的两类标准方程;
3、根据椭圆的定义及标准方程的知识解决一些简单的问题。
三、教学目标
1、知识与技能:理解并掌握椭圆的定义;明确焦点、焦距的概念;掌握椭圆标准方程的
两种形式及其推导过程;掌握a、b、c 三个量的几何意义及它们之间的关系。
能根据条件确定椭圆的标准方程,掌握运用待定系数法求椭圆的标准方程;
2、过程与方法:通过对椭圆概念的引入教学,培养学生的观察能力和探索能力;通过椭圆
的标准方程的推导,使学生进一步掌握求曲线方程的一般方法,并渗透数形结合和等价转化的思想方法,提高运用坐标法解决几何问题的能力。
让学生感知数学知识与实际生活的普遍联系;
3、情感态度与价值观:通过让学生大胆探索椭圆的定义和标准方程,激发学生学习数学
的积极性,培养学生的学习兴趣和创新意识。
培养学生的探索能力和进取精神,提高学生的数学思维的情趣,给学生以成功的体验,形成学习数学知识的积极态度。
通过椭圆的形成过程培养学生的数学美感,同时培养团队协作的能力。
四、教学重点、难点
重点:椭圆的定义及椭圆的标准方程;难点:椭圆标准方程的推导过程。
五、教学方法
教师引导为主、学生自主探究为辅。
六、教学媒体
幻灯片、黑板。
七、教学过程
(一)创设情境,导入新课
用多媒体演示神舟飞船绕地球旋转的模型,它运行的轨迹又是什么图形呢?可以看出,它的运行轨迹是椭圆。
此时老师指出:在实际生活中,椭圆随处可见,很多学科也涉及到椭圆的应用,所以学习椭圆的相关知识是十分必要的。
这就是我们这节课所要学习的内容——椭圆及其标准方程。
(二)问题探究
老师提问:我们从直观上认识了椭圆,那么椭圆它是如何形成的呢?椭圆满足什么样的条件呢?它的定义又是如何?
1、椭圆的形成
下面请各小组拿出老师之前让大家准备的工具:一段固定长的细绳、两颗钉子、一块长3 分米,宽3 分米的硬纸板。
然后将钉子系在细绳的两头,将钉子固定在图板上,使得两个钉子之间的距离小于细绳的长度(请同学们考虑一下,为什么两顶子之间的距离要小于细绳的长度?),我们用笔尖将细绳拉紧,让笔尖在图板上慢慢移动,请同学们观察笔尖运动的轨迹是什么图形呢?
如果我们将两个钉子之间的距离变大,使得两个钉子之间的距离恰好等于细绳的长度,同样用笔尖将细绳拉紧,让笔尖在图板上慢慢移动。
我们发现笔尖只能在两个钉子之间来回运动,这时笔尖运动的轨迹是两个钉子之间的线段。
将两个钉子之间的距离再增大,此时就可以发现,细绳的长度比两个钉子之间的距离小,笔尖没有轨迹。
再用课件给学生进行演示:
通过演示可以发现,绳长大于图钉间的距离是画出椭圆的关键。
请同学们根据作图的过程和老师刚才的演示,思考:在作图过程中,有哪些物体的位置没变化?有哪些量没有变化?如何来归纳椭圆的定义呢?
2、椭圆的定义
平面内到两定点F1、F2的距离之和等于常数(大于|F 1F2|)的点的轨迹叫做
椭圆。
这两个定点叫做椭圆的焦点,两焦点的距离叫做椭圆的焦距。
通常常数
记作2a,焦距记作2c,则有2a> 2c。
注意:这里的常数必须大于|F 1F2| 。
如果常数=|F1F2| ,则是线段F1F2;若常数<
|F 1F2| ,则轨迹不存在;若要轨迹是椭圆,必须得加上限制条件:“此常数大于|F
1F2| ”。
3、椭圆标准方程的推导首先复习求曲线方程的一般步骤:①建系设点;②寻找动点满足的几何条件;③把几何条件坐标化;④化简得方程。
(1)建系设点:设椭圆的焦距为2c(c>0),M 与
F1、F2 的距离之和为2a,以两定点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,M(x,
y)为椭圆上任意一点,则有F1(-c ,0),F2(c,
0)。
(2)动点M满足的几何条件:由椭圆的定义不难得
出动点M满足的条件为:MF1 MF2 2a
(3 )动点M满足的代数方程:
∵ MF1(x c)2 y2
∴ (x c)2 y2(x c)2 y2 2a
(4)化简方程:
2 2 2 2 2 2 2 2
(a-c )x +a y=a(a-c )
由椭圆的定义可知,2a>2c,即a>c,所以a2-c 2>0。
令a2-c 2=b2, 其中b>0, 代入
上式,得b2x2+a2y2=a2b2, 22
两边同除以a2b2,得x2y2 1(a>b>0),此即为椭圆的标准方程。
a2b2
它所表示的椭圆的焦点在x 轴上,焦点是 F1( c,0) F2(c,0),中心在坐标原点的椭圆方程。
其中 a2c2b2。
如果使点F1、F2在y 轴上,点F1、F2的坐标分别为F1(0,-c )、F2 (0,c),a、
2
3 2 5 2 2a ( 2)2 (2 2)2
3 2 5
( 32)2 (52 2)
2
b 的意义同上,那么所得方程变为 y 2 a 2 4、标准方程的观察、对比
请同学们思考:焦点的位置和方程之间有什么关系呢? 那下面这个方程它的焦点位置又该如何来判断呢?
焦点就在相应的那个轴上
三)例题讲解 例 1、(1)已知椭圆的焦点坐标是 F 1(- 4, 0),F 2(4,0),椭圆上任一点 P 到
F 1、 F 2的距离之和为 10 ,求椭圆的标准方程;
2)两个焦点的坐标分别是 (0,-2)、(0,2 ),并且椭圆经过
点
求椭圆的标准方程。
2
x
2 1( a>b>0)
b 2
当焦点落在 x 轴上时,焦点坐标为
F 1(-c,0),F 2(c,0) ;
当焦点落在 y 轴上时,焦点坐标为 F 1(0,-c),F 2(0,c) 。
22
x 2
y 2 1 mn
m 0, n 0且m n
①当 m>n 时, 焦点在 x 轴上,此时
②当 m<n 时, 焦点在 y 轴上,此时 2
m=a , m=b
2,
n=b 2;
2
n=a 。
判断椭圆焦点位置的方法:观察含
x 的项和含 y 的项,哪个项的分母较大,
-3/2,5/2 ),
解:( 1)因为椭圆的焦点在 x 轴上,所以设它的标准方程为 2
x 2
a
2
y
2 1( a>b>0)
b 2
∵ 2a=10,2c=8 , ∴a=5,c=4. ∴b 2=a 2-c 2=52-4
2
=9.
2
所以所求椭圆的标准方程为 x
25
2
y 2 1
9
2
2)因为椭圆的焦点在 y 轴上,所以设它的标准方程为 y 2 a
x 2 2 1( a>b>0)
b 2
由椭圆的定义知,
31
10 10 22
2 10 ∴ a= 10 又 c=2
2 2 2 ∴b 2=a 2
-c 2
=10-4=6
22
所以所求椭圆的标准方程为 y x
1
10 6
例 2、已知 B,C 是两定点, BC 6 ,三角形 ABC 的周长为 16,求顶点 A 的轨迹 方程。
分析:由△ ABC 的周长等于 16,BC 6可知,点 A 到 B 、C 两点的距离的和 10 ,因此,点 A 的轨迹是以 B,C 为焦点的椭圆,
据此可建立如下的草图(图 8-1 )
解:如图 8-1 ,建立坐标系,使 x 轴经过点 B 、C, 原点 O
与 BC 的中点重合。
由已知 AB AC BC 16, BC 6,
有 AB AC 10,即点 A 的轨迹是椭圆,且
2c=6,2a=16-6=10, ∴c=3,a=5,b 2=a 2-c 2=52-3 2=16.
但当点 A 在直线 BC 上,即 y=0 时, A 、B 、C 三点不能构成三角形,所
22
以点A 的轨迹方程是 2x 5 1y
6 1(y 0)
注意:求出曲线的方程后, 要注意检查一下方程的曲线上的点是否都符合题 意,如果有不符合题意的点,应在所得方程后注明限制条件。
(四)巩固练习
1、平面内两定点的距离是 8,一动点 M 到这两定点的距离之和是 10,建立适当 的坐标
系,写出动点 M 的轨迹方程。
2、写出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;
是常数,即 AB AC 16 6
x
2)a2=16,c2=15,焦点在y 轴上;
(3)a+b=10,c= 2 5 。
(五)课时小结本节课学习了椭圆的定义及椭圆的标准方程,在实际解题过程中应注意:
(1)一个重要关系式:a2=b2+c2且a>b>0;
(2)椭圆的焦点位置由含x,y 的分式的分母大小来确定;
(3)当2a=2c 时,轨迹为线段,当2a<2c 时,轨迹不存在。
(六)课后作业
教材P106—107,习题8.1:3 、4、5、6
22
思考题:若x y1表示椭圆,则k 的取值范围是?
24 k 16 k
八、板书设计
九、教学反思。