高中数学 第二章 圆锥曲线与方程 2.2.1 椭圆的定义及其标准与方程教案 新人教B版选修2-1
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方程教学过程设计 教材处理师生活动例2。
求适合下列条件的椭圆的标准方程(1)两个焦点的坐标分别是(1,0),(-1,0),椭圆上一点P 与两焦点的距离的和等于6.(2)两个焦点的坐标分别是(0,—2),(0,2),并且椭圆经过点()3,5-。
(3) 已知椭圆的两个焦点的坐标分别是()()120,1,0,1F F -,P 是椭圆上一点,并且1212F F PF PF 是与的等差中项,求椭圆的标准方程.例3.求下列方程表示的椭圆的焦点坐标:(1)221365x y += (2)222312x y +=7。
方程24x -A 2πα-<<22k ππα-<<8。
求过点(3-板书设计:教学过程设计教材处理 师生活动练习:1.方程2211312x y+=上一点P 到两个焦点的距离的和为( )A 26B 24C 2D 213 2. 椭圆22125169x y+=的焦点坐标是( )A ()5,0±B ()0,5±C ()0,12±D ()12,0± 3. 已知椭圆的方程为222116x y m +=,焦点在x 轴上,则m 的范围是( )A 44m -≤≤B 44m -<<C 44m m ><-或D 04m <<4. 6,1a c ==的椭圆的标准方程是( )A 2213635x y +=B 2213635y x +=C 221365x y += D 以上都不对5. 椭圆221259x y +=上的一点P 到一个焦点的距离为5,则P 另一个焦点的距离为( )A 5B 6C 4D 106。
椭圆2214x y m +=的焦距等于2,则m 的值为( )A 5或3B 8C 5D 16辽宁省本溪满族自治县高中数学第二章圆锥曲线与方程 2.2.1 椭圆的定义及其标准与方程教案新人教B版选修2-1教学目标1。
2.2 椭圆2.2.1 椭圆及其标准方程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.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1.设P是椭圆x25+y16=1上的点,若F1,F2是椭圆的两个焦点,则|PF1|+|PF2|等于() A.4B.5C.8 D.10D[由椭圆方程知a2=25,则a=5,|PF1|+|PF2|=2a=10.]2.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,则此椭圆的标准方程为( )A .x 2100+y 236=1B .y 2400+x 2336=1C .y 2100+x 236=1D .y 220+x 212=1C [由题意知c =8,2a =20,∴a =10, ∴b 2=a 2-c 2=36,故椭圆的方程为y 2100+x 236=1.] 3.已知经过椭圆x 2100+y 236=1的右焦点F 2作直线AB ,交椭圆于A ,B 两点,F 1是椭圆的左焦点,则△AF 1B 的周长为________.40 [由已知得a =10,△AF 1B 的周长为|AF 1|+|BF 1|+|AB |=|AF 1|+|AF 2|+|BF 1|+|BF 2|=4a =40.] 4.椭圆8k 2x 2-ky 2=8的一个焦点坐标为(0,7),则k 的值为________. -1或-17 [原方程可化为x 21k 2+y 2-8k=1.依题意,得⎩⎪⎨⎪⎧-8k>0,-8k >1k 2,-8k -1k 2=7,即⎩⎨⎧k <0,k <-18,k =-1或k =-17.所以k 的值为-1或-17.]求椭圆的标准方程【例(1)两个焦点的坐标分别为(-4,0)和(4,0),且椭圆经过点(5,0); (2)焦点在y 轴上,且经过两个点(0,2)和(1,0); (3)经过点A (3,-2)和点B (-23,1). [解] (1)由于椭圆的焦点在x 轴上,∴设它的标准方程为x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0).∴a =5,c =4,∴b 2=a 2-c 2=25-16=9. 故所求椭圆的标准方程为x 225+y 29=1.(2)由于椭圆的焦点在y 轴上,∴设它的标准方程为y 2a 2+x 2b 2=1(a >b >0).∴a =2,b =1.故所求椭圆的标准方程为y 24+x 2=1.(3)法一:①当焦点在x 轴上时,设椭圆的标准方程为x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0).依题意有⎩⎪⎨⎪⎧ (3)2a 2+(-2)2b 2=1,(-23)2a 2+1b 2=1,解得⎩⎪⎨⎪⎧a 2=15,b 2=5.故所求椭圆的标准方程为x 215+y 25=1.②当焦点在y 轴上时,设椭圆的标准方程为y 2a 2+x 2b2=1(a >b >0).依题意有⎩⎪⎨⎪⎧(-2)2a 2+(3)2b2=1,1a 2+(-23)2b2=1,解得⎩⎪⎨⎪⎧a 2=5,b 2=15,因为a >b >0,所以无解.所以所求椭圆的标准方程为x 215+y 25=1.法二:设所求椭圆的方程为mx 2+ny 2=1(m >0,n >0,m ≠n ),依题意有⎩⎪⎨⎪⎧3m +4n =1,12m +n =1,解得⎩⎨⎧m =115,n =15.所以所求椭圆的标准方程为x 215+y 25=1.1.利用待定系数法求椭圆的标准方程(1)先确定焦点位置;(2)设出方程;(3)寻求a ,b ,c 的等量关系;(4)求a ,b 的值,代入所设方程.2.当焦点位置不确定时,可设椭圆方程为mx 2+ny 2=1(m ≠n ,m >0,n >0).因为它包括焦点在x 轴上(m <n )或焦点在y 轴上(m >n )两类情况,所以可以避免分类讨论,从而简化了运算.[跟进训练]1.已知椭圆C 的焦点为F 1(-1,0),F 2(1,0),过F 2的直线与C 交于A ,B 两点,若|AF 2|=2|F 2B |,|AB |=|BF 1|,则C 的方程为( )A .x 22+y 2=1B .x 23+y 22=1C .x 24+y 23=1D .x 25+y 24=1[答案] B椭圆中的焦点三角形问题【例2】 (1)椭圆x 29+y 22=1的焦点为F 1,F 2,点P 在椭圆上,若|PF 1|=4,则∠F 1PF 2的大小为________.(2)设P 是椭圆x 225+y 2754=1上一点,F 1,F 2是椭圆的焦点,若∠F 1PF 2=60°,求△F 1PF 2的面积.思路探究:(1)求|PF 2|→求cos ∠F 1PF 2→求∠F 1PF 2的大小(2)在△PF 1F 2中应用余弦定理结合椭圆定义得|PF 1|+|PF 2|=10可以求得|PF 1|·|PF 2|,进而可求面积.(1)120° [由x 29+y 22=1,知a =3,b =2,∴c =7.∴|PF 2|=2a -|PF 1|=2,∴cos ∠F 1PF 2=|PF 1|2+|PF 2|2-|F 1F 2|22|PF 1|·|PF 2|=-12,∴∠F 1PF 2=120°.](2)解:由椭圆方程知,a 2=25,b 2=754,所以c 2=254,所以c =52,2c =5.在△PF 1F 2中,|F 1F 2|2=|PF 1|2+|PF 2|2-2|PF 1|·|PF 2|cos 60°, 即25=|PF 1|2+|PF 2|2-|PF 1|·|PF 2|.① 由椭圆的定义得10=|PF 1|+|PF 2|, 即100=|PF 1|2+|PF 2|2+2|PF 1|·|PF 2|.② ②-①,得3|PF 1|·|PF 2|=75, 所以|PF 1|·|PF 2|=25,所以S △F 1PF 2=12|PF 1|·|PF 2|·sin 60°=2534.|F 1F 2|2=|PF 1|2+|PF 2|2-2|PF 1|·|PF 2|cos 30°, 即25=|PF 1|2+|PF 2|2-3|PF 1|·|PF 2|.① 由椭圆的定义得10=|PF 1|+|PF 2|, 即100=|PF 1|2+|PF 2|2+2|PF 1|·|PF 2|.②②-①,得(2+3)|PF 1|·|PF 2|=75,所以|PF 1|·|PF 2|=75(2-3), 所以S △F 1PF 2=12|PF 1|·|PF 2|·sin 30°=754(2-3).1.椭圆的定义具有双向作用,即若|MF 1|+|MF 2|=2a (2a >|F 1F 2|),则点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.椭圆中的焦点三角形椭圆上一点P 与椭圆的两个焦点F 1,F 2构成的△PF 1F 2,称为焦点三角形.在处理椭圆中的焦点三角形问题时,可结合椭圆的定义|MF 1|+|MF 2|=2a 及三角形中的有关定理和公式(如正弦定理、余弦定理、三角形面积公式等)来求解.与椭圆有关的轨迹问题 [1.如图所示,P 为圆B :(x +2)2+y 2=36上一动点,点A 的坐标为(2,0),线段AP 的垂直平分线交直线BP 于点Q ,求点Q 的轨迹方程.[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 .所求点Q 的轨迹方程为x 29+y 25=1.2.如图所示,在圆x 2+y 2=4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 的轨迹方程是什么?为什么?[提示] 当题目中所求动点和已知动点存在明显关系时,一般利用代入法(相关点法)求解.用代入法(相关点法)求轨迹方程的基本步骤为:(1)设点:设所求轨迹上动点坐标为M (x ,y ),已知曲线上动点坐标为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=g (x ,y ),y 1=h (x ,y ).(3)代换:将上述关系式代入已知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.所求点M 的轨迹方程为x 24+y 2=1.【例3】 (1)已知P 是椭圆x 24+y 28=1上一动点;O 为坐标原点,则线段OP 中点Q 的轨迹方程为______________.(2)一个动圆与圆Q 1:(x +3)2+y 2=1外切,与圆Q 2:(x -3)2+y 2=81内切,试求这个动圆圆心的轨迹方程.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)由圆的相切,及动圆圆心与两个定圆圆心、半径的关系得轨迹. (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+(2y )28=1,即x 2+y 22=1.](2)解:由已知,得两定圆的圆心和半径分别为Q 1(-3,0),R 1=1;Q 2(3,0),R 2=9. 设动圆圆心为M (x ,y ),半径为R ,如图. 由题设有|MQ 1|=1+R ,|MQ 2|=9-R , 所以|MQ 1|+|MQ 2|=10>|Q 1Q 2|=6.由椭圆的定义,知点M 在以Q 1,Q 2为焦点的椭圆上, 且a =5,c =3.所以b 2=a 2-c 2=25-9=16,故动圆圆心的轨迹方程为x 225+y 216=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已知曲线的定义,则可以利用这种已知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)若所求轨迹上的动点P (x ,y )与另一个已知曲线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,然后代入已知曲线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.(1)已知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 =y 02,∴⎩⎪⎨⎪⎧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 -1)24+(2y )2=1.故所求AQ 的中点M 的轨迹方程是⎝⎛⎭⎫x -122+4y 2=1. (2)在Rt △ABC 中,∠CAB =90°,|AB |=2,|AC |=32,曲线E 过C 点,动点P 在曲线E上运动,且|P A |+|PB |是定值.建立适当的平面直角坐标系,求曲线E 的方程.[解] 以AB 的中点O 为原点,建立如图所示的平面直角坐标系.由题意可知,曲线E 是以A ,B 为焦点,且过点C 的椭圆,设其方程为x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0).则2a =|AC |+|BC |=32+52=4,2c =|AB |=2,所以a =2,c =1,所以b 2=a 2-c 2=3.所以曲线E 的方程为x 24+y 23=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.所谓椭圆的标准方程,指的是焦点在坐标轴上,且两焦点的中点为坐标原点;在x 2a 2+y 2b 2=1与y 2a 2+x 2b 2=1这两个标准方程中,都有a >b >0的要求,如方程x 2m +y 2n =1(m >0,n >0,m ≠n )就不能确定焦点在哪个轴上;分清两种形式的标准方程,可与直线截距式x a +y b =1类比,如x 2a 2+y 2b 2=1中,由于a >b ,所以在x 轴上的“截距”更大,因而焦点在x 轴上(即看x 2,y 2分母的大小).3.对于求解椭圆的标准方程一般有两种方法:一是通过待定系数法求解,二是通过椭圆的定义进行求解.1.已知A (-5,0),B (5,0).动点C 满足|AC |+|BC |=10,则点C 的轨迹是( ) A .椭圆 B .直线 C .线段D .点C [由|AC |+|BC |=10=|AB |知点C 的轨迹是线段AB .] 2.“2<m <8”是“方程x 2m -2+y 28-m =1表示椭圆”的( )A .充分不必要条件B .必要不充分条件C .充要条件D .既不充分也不必要条件B [当方程表示椭圆时,应满足⎩⎪⎨⎪⎧m -2>0,8-m >0,m -2≠8-m ,所以2<m <8且m ≠5.因此应为必要不充分条件,故选B .]3.已知椭圆x 249+y 224=1上一点P 与椭圆两焦点F 1,F 2的连线夹角为直角,则|PF 1|·|PF 2|=________.48 [由题意知⎩⎪⎨⎪⎧|PF 1|+|PF 2|=14, ①|PF 1|2+|PF 2|2=100, ②①2-②得2|PF 1||PF 2|=96. 所以|PF 1||PF 2|=48.]4.已知点P 在椭圆上,且P 到椭圆的两个焦点的距离分别为5,3.过P 且与两焦点的连线垂直的直线恰好经过椭圆的一个焦点,求椭圆的标准方程.[解] 设所求的椭圆方程为x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0)或y 2a 2+x 2b2=1(a >b >0),由已知条件得⎩⎪⎨⎪⎧ 2a =5+3,(2c )2=52-32,解得⎩⎪⎨⎪⎧a =4,c =2,所以b 2=a 2-c 2=12.于是所求椭圆的标准方程为x 216+y 212=1或y 216+x 212=1.。
《2.2.1-椭圆及其标准方程》教学设计一、教学内容解析教学内容属概念性知识,是通过描述椭圆形成过程进行定义的作为椭圆本质属性的揭示和椭圆方程建立的基石,理应作为本堂课的教学重点同时,椭圆的标准方程作为今后研究椭圆性质的根本依据,自然成为本节课的另一教学重点学生对椭圆和方程即数形结合思想的理解,椭圆定义和椭圆标准方程的联系成为了本堂课的教学难点圆锥曲线是平面解析几何研究的主要对象圆锥曲线的有关知识不仅在生产、日常生活和科学技术中有着广泛的应用,而且是今后进一步数学的基础教科书以椭圆为学习圆锥曲线的开始和重点,可见本节内容所处的重要地位通过本节学习,学生一方面认识到一般椭圆与圆的区别与联系,另一方面也为后面利用方程研究椭圆的几何性质以及为学生类比椭圆的研究过程和方法,学习双曲线、抛物线奠定了基础学习过程启发学生能够发现问题和提出问题,善于思考,学会分析问题和创造地解决问题;培养学生抽象概括能力和逻辑思维能力二、教学目标设置:1.知识与技能目标(1)学生能掌握椭圆的定义焦点,焦距的概念.(2)学生能推导并掌握椭圆的标准方程.(3)学生在学习过程中进一步感受曲线方程的概念,体会建立曲线方程的基本方法,运用数形结合的数学思想方法解决问题.2.过程与方法目标:(1)学生通过经历椭圆形成的情境感知椭圆的定义并亲自参与归纳.培养学生发现规律、认识规律的能力.(2)学生类比圆的方程的推导过程尝试推导椭圆标准方程,培养学生利用已知方法解决实际问题的能力.(3)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价转化等数学思想方法.3.情感态度与价值观目标:(1)通过椭圆定义的获得让学生感知数学知识与实际生活的密切联系培养学生探索数学知识的兴趣并感受数学美的熏陶.(2)通过标准方程的推导培养学生观察,运算能力和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.三、学生学情分析1.能力分析①学生已初步掌握用坐标法研究直线和圆的方程,②对含有两个根式方程的化简能力薄弱.2.认知分析①学生已初步熟悉求曲线方程的基本步骤,②学生已经掌握直线和圆的方程,对曲线的方程的概念有一定的了解,3.情感分析学生具有积极的学习态度,强烈的探究欲望,能主动参与研究.四、教学策略分析教学中通过创设情境,充分调动学生已有的学习经验,让学生经历“创设情境——总结概括——启发引导——探究完善——实际应用”的过程,发现新的知识,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.课堂教学中创设问题的情境,激发学生主动的发现问题解决问题,充分调动学生学习的主动性、积极性;有效地渗透数学思想方法,发展学生思维品质,这是本节课的教学原则.根据这样的原则及所要完成的教学目标,我采用如下的教学方法和手段:1.引导发现法:用课件演示动点的轨迹,启发学生归纳、概括椭圆定义.2.探索讨论法:由学生通过联想、归纳把原有的求轨迹方法迁移到新情况中,有利于学生对知识进行主动建构;有利于突出重点,突破难点,发挥其创造性.这两种方法是适应新课程体系的一种全新教学模式,它能更好地体现学生的主体性,实现师生、生生交流,体现课堂的开放性与公平性.在教学中适当利用多媒体课件辅助教学,增强动感及直观感,增大教学容量,提高教学质量.五、教学过程:(一)复习引入1.给学生放视频天宫一号与神八的运行轨迹,说一说你对生活中椭圆的认识.伴随图片展示使同学们感到椭圆就在我们身边.意图:(1)、从学生所关心的实际问题引入,使学生了解数学来源于实际.(2)、使学生更直观、形象地了解后面要学的内容;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同一定点,套上笔拉紧绳子,移动笔尖画出的轨迹是圆.再将这一条定长的细绳的两端固定在画图板上的两定点,当绳长大于两点间的距离时,用铅笔把绳子拉紧,使笔尖在图板上慢慢移动,就可以画出一个椭圆随后动画呈现.同时演示在ppt上。
椭圆定义及其标准方程一、背景介绍解读大纲,结合新一轮课程改革的精神,我们不难发现数学教学“不应只限于接受、记忆、模仿和练习,高中数学课程还应倡导自主探索,动手实践、合作交流、阅读自学等学习数学的方式,使学生的学习过程成为教师引导下的‘再创造’过程,要设立‘数学探索’教学建模等学习活动,让学生体验数学发现和创造的历程。
”二、教学过程1、创设情景,引出课题——椭圆定义及其标准方程。
教师:我们以前学习过圆,请同学们回忆一下圆的定义。
学生1:平面上到定点的距离等于定长的点的轨迹。
教师:我们是怎么画圆的呢?(课前要求学生每人准备一块硬纸板,两颗图钉及一根定长绳子)谁上黑板来演示呢?学生2:(上黑板来演示)教师:“圆是动点P到定点O的距离为常数的点的轨迹”说成“圆是动点P到定点O的来回距离之和为常数的点的轨迹”,行吗?学生:(齐声地)行。
教师:现在把这根绳子的两端分别系在两颗图钉上,并分开固定在两个点F1、F2上,并保持拉紧状态移动铅笔,请你们再画一画会是什么样的曲线?学生:(动手画椭圆)教师:(演示几位学生所画的椭圆)我们看到这个曲线的形状正是一个压扁了的圆,我们称为椭圆。
(黑板上写出课题:椭圆定义及其标准方程)大家看,椭圆是一个很美的图形,生活中你在哪里见过椭圆的这种曲线,能否举例呢?学生:地球运动轨迹,……等等。
2、通过实验,自主探究,椭圆的定义以及椭圆的扁圆与焦距定线段长之间的关系。
教师:刚才大家对椭圆有了形象上的认识,我们不仅作出了椭圆这个曲线,而且还在生活实践中找到它的应用,下面我们能否给出它的定义呢?学生3:椭圆是平面上到两个定点的距离之和为常数的点的轨迹。
(教师在黑板上写出学生总结的椭圆定义)教师:很好。
(教师拿起两个学生所画的椭圆展示)同学们画椭圆时,线段是一样长的,为什么我们所画出的椭圆不一样,有扁有圆呢?学生4:这与两定点F1、F2的位置有关。
教师:很好。
我们改变一下F1、F2的位置,大家画一画椭圆,看一看到底有何关系?学生5:F1、F2位置越近椭圆愈圆,F1、F2位置越远椭圆愈扁。
4. 待定系数法求圆、椭圆、双曲线以及抛物线的方程常用待定系数法求. 例4 已知抛物线y2=4x和以坐标轴为对称轴、实轴在y轴上的双曲曲线方程.分析:因为双曲线以坐标轴为对称轴,实轴在y轴上,所以可设双曲线方ax2-4b2x+a2b2=0•••抛物线和双曲线仅有两个公共点,根据它们的对称性,这两个点的横坐标应相等,因此方程ax2-4b 2x+a2b2=0 应有等根.•••△ =1664-4Q4b2=0,即卩a2=2b.(以下由学生完成)由弦长公式得:即a2b2=4b2-a 2.(三)巩固练习用十多分钟时间作一个小测验,检查一下教学效果•练习题用一小黑板给出.1 .△ ABC-边的两个端点是B(0 , 6)和C(0 , -6),另两边斜率的2. 点P与一定点F(2 , 0)的距离和它到一定直线x=8的距离的比是1 : 2,求点P的轨迹方程,并说明轨迹是什么图形?3. 求抛物线y2=2px(p >0)上各点与焦点连线的中点的轨迹方程. 答案:义法)由中点坐标公式得:(四)小结求曲线的轨迹方程一般地有直接法、定义法、相关点法、待定系数法,还有参数法、复数法也是求曲线的轨迹方程的常见方法,这等到讲了参数方程、复数以后再作介绍.五、布置作业1. 两定点的距离为6,点M到这两个定点的距离的平方和为26,求点M的轨迹方程.2. 动点P到点F1(1 , 0)的距离比它到F2(3 , 0)的距离少2,求P点的轨迹.3. 已知圆x2+y2=4上有定点A(2 , 0),过定点A作弦AB,并延长到点P,使3|AB|=2|AB|,求动点P的轨迹方程.作业答案:1. 以两定点A、B所在直线为x轴,线段AB的垂直平分线为y轴建立直角坐标系,得点M的轨迹方程x2+y2=4 2. v |PF2|-|PF|=2 ,且|F1F2| • P点只能在x轴上且x V 1,轨迹是一条射线六、板书设计教学反思:4斜率之积为4,9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2 25 31 a b 0,因点一,一在椭圆上,a b2 225 9 则 4a 2 4b 22 2a b 4;10<6例2如图,在圆x 24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x 2 y 2 4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2xA 6,2 , P 是椭圆x252y1上动点,求线段 AP 中点M 的轨迹方程.9解法剖析:①(代入法求伴随轨迹)设M x, y , P x 1,y 1 :②(点与伴随点的关系): M为线段AP 的中点,X i y i2x 6;③(代入已知轨迹求出伴随轨迹)2y 22..X 1 '252y11 , •••点M9x的轨迹方程为一25④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 ,且它们的分析:若设点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4 ,因此,可以求出9x, y 之间的关系式,即得到点M 的轨迹方程.解法剖析:设点M x, y ,则 k AM-^― x 5 , k BMx 5 ;x 5x 5代入点M 的集合有4-,化简即可得点 M 的轨迹方程. 9引申:如图,设△ ABC 的两个顶点 A a,0 , B a,0,顶点C 在移动,且k AC k BC k , 且k 0,试求动点C 的轨迹方程.引申目的有两点:①让学生明白题目涉及问题的一般情形;②当 色也是从椭圆的长轴T 圆的直径T 椭圆的短轴.练习:第45页1、2、3、4、 作业:第53页2、3、k 值在变化时,线段 AB 的角求点M 的轨迹方程.分析与解决问题的能力: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.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.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.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.♦过程与方法目标(1 )复习与引入过程引导学生复习由函数的解析式研究函数的性质或其图像的特点,在本节中不仅要注意通过对 椭圆的标准方程的讨论, 研究椭圆的几何性质的理解和应用,而且还注意对这种研究方法的培养.①由椭圆的标准方程和非负实数的概念能得到椭圆的范围;②由方程的性质得到椭圆的对称性;③先 定义圆锥曲线顶点的概念,容易得出椭圆的顶点的坐标及长轴、短轴的概念;④通过 题,探究椭圆的扁平程度量椭圆的离心率. 〖板书〗§ 2. 1. 2椭圆的简单几何性质.(2) 新课讲授过程(i )通过复习和预习,知道对椭圆的标准方程的讨论来研究椭圆的几何性质. 提问:研究曲线的几何特征有什么意义?从哪些方面来研究?通过对曲线的范围、对称性及特殊点的讨论,可以从整体上把握曲线的形状、 从范围、对称性、顶点及其他特征性质来研究曲线的几何性质.(ii )椭圆的简单几何性质2x一2 0,进一步得:a xax 代x ,且以 y 代y 这三个方面来研究椭圆的标准 y 轴为对称轴,原点为对称中心;即圆锥曲线的对称轴与圆锥曲线的交点叫做圆 锥曲线的顶点.因此椭圆有四个顶点,由于椭圆的对称轴有长短之分,较长的对称轴叫做长轴,较 短的叫做短轴;c④离心率: 椭圆的焦距与长轴长的比e 叫做椭圆的离心率(0 e 1 ),a当 e1 时,c a ,,b0.; 椭圆图形越扁(iii )例题讲解与引申、扩展400的长轴和短轴的长、离心率、焦点和顶点的坐标.分析:由椭圆的方程化为标准方程,容易求出a,b,c •弓I 导学生用椭圆的长轴、短轴、离心率、 焦点和顶点的定义即可求相关量.确度要求进行,没有作说明的按给定的有关量的有效数字处理;让学生参与并掌握利用信息技术探 究点的轨迹问题,培养学生学习数学的兴趣和掌握利用先进教学辅助手段的技能.♦能力目标(1)(3) (4)大小和位置.要巳8的思考冋①范围:由椭圆的标准方程可得,y 2 b 2b y b ,即椭圆位于直线x② 对称性:由以 x 代x ,以 方程发生变化没有,从而得到椭圆是以③ 顶点:先给出圆锥曲线的顶点的统一定义,y 代y 和 x 轴和 a ,同理可得:b 所围成的矩当 e 0 时,c 0,b a 椭圆越接近于圆例4求椭圆I6x 225y 2/Tn扩展:已知椭圆血5y2 5m m 0的离心率为e—,求m的值.解法剖析:依题意,m0,m 5,但椭圆的焦点位置没有确定, 应分类讨论: ①当焦点在x轴上,即0 m 5时,有a品 b 丽,c 75 ~m,二_—:得m 3;②当焦点在y轴上,即m例5如图,応b 岳c J m 5 , ••• J:5V m一种电影放映灯的反射镜面是旋转椭圆面的一部分.过对对称的截口5时,有a105253BAC是椭圆的一部分,灯丝位于椭圆的一个焦点F1上,片门位于另一个焦点F2上, 由椭圆一个焦点F1发出的光线,经过旋转椭圆面反射后集中到另一个焦点F2.已知BC F1F2,RB 2.8cm,F1F24.5cm .建立适当的坐标系,求截口BAC所在椭圆的方程.解法剖析:建立适当的直角坐标系,设椭圆的标准方程为1,算出a,b,c的值;此题应注意两点:①注意建立直角坐标系的两个原则;②关于a,b,c的近似值,原则上在没有注意精确度时,看题中其他量给定的有效数字来决定.引申:如图所示,“神舟”截人飞船发射升空,进入预定轨道开始巡天飞行,其轨道是以地球的中心F2为一个焦点的椭圆,近地点A距地面200km,远地点B距地面350km,已知地球的半径R 6371km •建立适当的直角坐标系,求出椭圆的轨迹方程.例6如图,设M x, y与定点F 4,0的距离和它到直线I : 兰的距离的比是常数4点M的轨迹方程./ 2 2 「亠「■25匚亠2MF(x 4 y ,到直线I:x 的距离d x44分析:若设点M x, y,则则容易得点M的轨迹方程.引申:(用《几何画板》探究)若点M x, y与定点F c,0的距离和它到定直线l :c距离比是常数e aac 0 ,则点M 的轨迹方程是椭圆.其中定点F c,0是焦点,2x —相应于F的准线;c由椭圆的对称性, 另一焦点F c,0 ,相应于F的准线l :练习:第52页1、作业:第53页4、教学反思:2、3、4、5、6、75ac4,求52a的c定直线l :类比椭圆:设参量b的意义:第一、便于写出双曲线的标准方程;第二、的几何意义.2 类比:写出焦点在y轴上,中心在原点的双曲线的标准方程召b (iii )例题讲解、引申与补充例1已知双曲线两个焦点分别为F15,0 , F25,0,双曲线上一点绝对值等于6,求双曲线的标准方程.分析:由双曲线的标准方程的定义及给出的条件,容易求出a,b,c的关系有明显P到R , F2距离差的2x2a1 a 0,b 0 . a,b, c.补充:求下列动圆的圆心M 的轨迹方程:① 与O C :2 22 y 2内切,且过点 A 2,0 :②与O C 1 : x 2 y 12 21 和O C2 : x y 4都外切;③与O C i :2 y 9外切,且与O C 2: x 223 y 1内切.解题剖析 半径为r :这表面上看是圆与圆相切的问题, 实际上是双曲线的定义问题•具体解: 设动圆•/ O C 与O M 内切,点A 在O C 外,• MC| r /2 MA,因此有MA 2x 2 •••点 MC 2,•点M 的轨迹是以C 、 A 为焦点的双曲线的左支,即M 的轨迹方程是MC i •••O M 与O c 1、O C 2 均外切,•••|MC 1| r 1, MC 2 r 2,因此有的轨迹是以C 2、C i 为焦点的双曲线的上支,• M 的轨迹方程是4y••• e M MC 2MC 24x 2 3MC i 1 ,与eG 外切,且e M 与e C 2内切,•- MC j4,•点M 的轨迹是以C i 、C 2为焦点的双曲线的右支,• MC 2r 1,因此M 的轨迹方程是例2已知A , B 两地相距800m ,在A 地听到炮弹爆炸声比在 B 地晚2s ,且声速为340m / s ,求炮弹爆炸点的轨迹方程. 分析:首先要判断轨迹的形状,由声学原理:由声速及 A , B 两地听到爆炸声的时间差,即可知A , B 两地与爆炸点的距离差为定值•由双曲线的定义可求出炮弹爆炸点的轨迹方程. 扩展:某中心接到其正东、正西、正北方向三个观察点的报告:正西、正北两个观察点同时听 到了一声巨响,正东观察点听到该巨响的时间比其他两个观察点晚 4s .已知各观察点到该中心的 距离都是1020m •试确定该巨响发生的位置(假定当时声音传播的速度为 340m/s ;相关点均在 同一平面内)• 解法剖析:因正西、正北同时听到巨响,则巨响应发生在西北方向或东南方向,以因正东比正西晚 4s ,则巨响应在以这两个观察点为焦点的双曲线上. 如图,以接报中心为原点 0,正东、正北方向分别为 x 轴、y 轴方向,建立直角坐标系,设 B 、C 分别是西、东、北观察点,则 A 1020,0 , B 1020,0 , C 0,1020 • 设P x,y 为巨响发生点,•/ A 、C 同时听到巨响,•OP 所在直线为y x ……①,又因B 点比A 点晚4s 听到巨响声,• PB PA 4 340 1360 m •由双曲线定义知,a 680 ,2 2c 1020 ,••• b 340^5 ,••• P点在双曲线方程为X 2y2 1 x 680……②.联立680 5 340①、②求出P点坐标为P 680 ;5,680 ,'5 •即巨响在正西北方向680、、10m处.探究: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4的斜率之积为,求点M的轨迹方程,并与§ 2. 1.例3比较,有什么发现?9探究方法: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4,因此,可以求出x, y之间的关系式,即得到点M的轨迹方程.9练习:第60页1、2、3、作业:第66页1、2、2 . 3. 2双曲线的简单几何性质♦知识与技能目标了解平面解析几何研究的主要问题:(1)根据条件,求出表示曲线的方程;(2 )通过方程,研究曲线的性质.理解双曲线的范围、对称性及对称轴,对称中心、离心率、顶点、渐近线的概念;掌握双曲线的标准方程、会用双曲线的定义解决实际问题;通过例题和探究了解双曲线的第二定义,准线及焦半径的概念,利用信息技术进一步见识圆锥曲线的统一定义♦过程与方法目标(1 )复习与引入过程引导学生复习得到椭圆的简单的几何性质的方法,在本节课中不仅要注意通过对双曲线的标准方程的讨论,研究双曲线的几何性质的理解和应用,而且还注意对这种研究方法的进一步地培养.①由双曲线的标准方程和非负实数的概念能得到双曲线的范围;②由方程的性质得到双曲线的对称性;③由圆锥曲线顶点的统一定义,容易得出双曲线的顶点的坐标及实轴、虚轴的概念;④应用信息技术的《几何画板》探究双曲线的渐近线问题;⑤类比椭圆通过F56的思考问题,探究双曲线的扁平程度量椭圆的离心率. 〖板书〗§ 2. 2. 2双曲线的简单几何性质.(2) 新课讲授过程(i )通过复习和预习,对双曲线的标准方程的讨论来研究双曲线的几何性质.提问:研究双曲线的几何特征有什么意义?从哪些方面来研究?通过对双曲线的范围、对称性及特殊点的讨论,可以从整体上把握曲线的形状、大小和位置.要从范围、对称性、顶点、渐近线及其他特征性质来研究曲线的几何性质.(ii )双曲线的简单几何性质2 2①范围:由双曲线的标准方程得, 1 0,进一步得:x a ,或xa .这说b a明双曲线在不等式 x a ,或x a 所表示的区域;② 对称性:由以 x 代x ,以y 代y 和 x 代x ,且以 y 代y 这三个方面来研究双曲线的标准方程发生变化没有,从而得到双曲线是以x 轴和y 轴为对称轴,原点为对称中心;③ 顶点:圆锥曲线的顶点的统一定义,即圆锥曲线的对称轴与圆锥曲线的交点叫做圆锥曲线 的顶点.因此双曲线有两个顶点,由于双曲线的对称轴有实虚之分,焦点所在的对称轴叫做实轴, 焦点不在的对称轴叫做虚轴;c⑤ 离心率:双曲线的焦距与实轴长的比 e —叫做双曲线的离心率(e 1).a④渐近线:直线ybx 2x 叫做双曲线一 aa 2yb 2 1的渐近线;y 轴上的渐近线是扩展:求与双曲线x 2 162y —1共渐近线,2. 3, 3点的双曲线的标准方及离心率.解法剖析 :双曲线2x16291的渐近4x .①焦点在x 轴上时,设所求的双曲2线为X 216k 2 2 y 9k 2A 2;3, 3点在双曲线上,••• k 21,无解;4②焦点在y 轴上时,设所求的双曲线2x 16k 229:2 1,―A2 3, 3点在双曲线上,• k21,因此,所求双曲线42的标准方程为y9 41,离心率e5.这个要进行分类讨论,但只有一种情形有解,事实上, 3可直接设所求的双曲线的方程为2x162y一 mm R,m 0 .9(iii )例题讲解与引申、扩展例3求双曲线9y2 16x2 144的实半轴长和虚半轴长、焦点的坐标、离心率、渐近线方程.分析:由双曲线的方程化为标准方程,容易求出a,b,c.引导学生用双曲线的实半轴长、虚半轴长、离心率、焦点和渐近线的定义即可求相关量或式子,但要注意焦点在例4双曲线型冷却塔的外形,半径为12m,上口半径为13m,下口半径为25m,高为55m .试选择适当的坐标系,求出双曲线的方程(各长度量精确到1m).是双曲线的一部分绕其虚轴旋转所成的曲面如图(1),它的最小解法剖析:建立适当的直角坐标系,设双曲线的标准方程为2 2七七 1,算出a,b,c的值;a b此题应注意两点:①注意建立直角坐标系的两个原则;②关于 精确度时,看题中其他量给定的有效数字来决定.引申:如图所示,在 P 处堆放着刚购买的草皮,现要把这些草皮沿着道路 PA 或PB 送到呈矩形的足球场 ABCD 中去铺垫,已知|Ap 150m ,|Bp 100m,| BC| 60m , APB 60o •能否在足球场上画一条 “等距离”线,在“等距离”线的两侧的区域应该选择怎样的线路?说明理由.解题剖析:设M 为“等距离”线上任意一点,则|PA |AM点M 的轨迹方程.♦情感、态度与价值观目标在合作、互动的教学氛围中,通过师生之间、学生之间的交流、合作、互动实现共同探究,教 学相长的教学活动情境,结合教学内容,培养学生科学探索精神、审美观和科学世界观,激励学生 创新.必须让学生认同和掌握:双曲线的简单几何性质,能由双曲线的标准方程能直接得到双曲线 的范围、对称性、顶点、渐近线和离心率;必须让学生认同与理解:已知几何图形建立直角坐标系 的两个原则,①充分利用图形对称性,②注意图形的特殊性和一般性;必须让学生认同与熟悉:取 近似值的两个原则:①实际问题可以近似计算,也可以不近似计算,②要求近似计算的一定要按要 求进行计算,并按精确度要求进行,没有作说明的按给定的有关量的有效数字处理;让学生参与并 掌握利用信息技术探究点的轨迹问题, 培养学生学习数学的兴趣和掌握利用先进教学辅助手段的技能.♦能力目标(1) 分析与解决问题的能力: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MF I 1 ^2 2 .16 ,16 J X 5y ,到直线l:x 一的距离dx — 15 5分析:若设点M x, y ,则a,b,c 的近似值,原则上在没有注意PB BM ,即BM | |AM | |Ap |Bp 50 (定值),“等距离”线是以A 、B 为焦点的双曲线的左支上的2部分,容易“等距离”线方程为x y1 35 x 625 375025,0 y 60 .理由略.例5如图,设M x, y 与定点F 5,0的距离和它到直线 15的距离的比是常数5,求4则容易得点M 的轨迹方程. 引申:《几何画板》探究点的轨迹:双曲线x, y 与定点 F c,0 的距离和它到定直线2a——的距离 c比是常数0,则点M 的轨迹方程是双曲线. 其中定点F c,02是焦点,定直线l : x —相c应于F 的准线; 另一焦点 F c,0,相应于F 的准线I : xx2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.练习:第66页1、2、3、4、5 作业:第3、4、6补充:3.课题:双曲线第二定义教学目标:1•知识目标:掌握双曲线第二定义与准线的概念,并会简单的应用。
课题:§2.1.1椭圆的定义及其标准方程鹿城中学刘龙王霞一、教案背景:1.面向对象:高中二年级学生2.学科:数学3.课时:2课时4.教学内容:高中新课程标准教科书《数学》北师大版选修1-1第二章圆锥曲线与方程§2.1.1椭圆及其标准方程二. 教材分析本节课是圆锥曲线的第一课时,它是继学生学习了直线和圆的方程,对曲线和方程的概念有了一些了解,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,是本章的重点内容之一。
1. 教法分析结合生活经验观察发现、启发引导、探究合作。
在学生的生活体验、直观感知、知识储备的基础上,引导学生逐步建构概念,为学生数学思想方法的形成打下基础。
利用多媒体课件,精心构建学生自主探究的教学平台,启发引导学生观察,想象,思考,实践,从而发现规律、突破学生认知上的困难,让学生体验问题解决的思维过程,获得知识,体验成功。
主要采用探究实践、启发与讲练相结合。
2. 学法分析从知识上看,学生已掌握了一些椭圆图形的实物与实例,对曲线和方程的概念有了一些了解,对用坐标法研究几何问题有了初步的认识。
从学生现有的学习能力看,通过一年多的学习,学生已具备了一定的观察事物的能力,积累了一些研究问题的经验,在一定程度上具备了抽象、概括的能力和语言转换能力。
从学生的学习心理上看,学生头脑中虽有一些椭圆的实物实例,但并没有上升为“概念”的水平,如何给椭圆以数学描述? 如何“定性”“定量”地描述椭圆是学生关注的问题,也是学习的重点问题。
他们渴望将感性认识理性化,渴望通过自己动手作图、观察来辨析和完善概念,通过对比产生顿悟,渴望获得这种学习的积极心向是学生学好本节课的情感基础。
3.教学目标知识与技能:掌握椭圆的定义;理解椭圆标准方程的推导过程,掌握椭圆标准方程的两种形式,会运用待定系数法求椭圆的标准方程。
2016-2017学年高中数学第2章圆锥曲线与方程2.2.1 椭圆的标准方程学案苏教版选修2-1编辑整理:尊敬的读者朋友们:这里是精品文档编辑中心,本文档内容是由我和我的同事精心编辑整理后发布的,发布之前我们对文中内容进行仔细校对,但是难免会有疏漏的地方,但是任然希望(2016-2017学年高中数学第2章圆锥曲线与方程2.2.1 椭圆的标准方程学案苏教版选修2-1)的内容能够给您的工作和学习带来便利。
同时也真诚的希望收到您的建议和反馈,这将是我们进步的源泉,前进的动力。
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2。
2.1 椭圆的标准方程1.了解椭圆标准方程的推导.(难点)2.掌握椭圆的标准方程,会求椭圆的标准方程.(重点) 3.椭圆的两种标准方程的区分.(易混点)[基础·初探]教材整理椭圆的标准方程阅读教材P30~P31思考上面内容,完成下列问题。
焦点在x轴上焦点在y轴上标准方程错误!+错误!=1(a>b>0)错误!+错误!=1(a>b>0)图象焦点坐标(-c,0),(c,0)(0,-c),(0,c)a,b,c的关系a2=b2+c2判断(正确的打“√”,错误的打“×”)(1)椭圆的标准方程中,“标准”的条件是椭圆的焦点在坐标轴上,且两焦点关于原点对称.( )(2)椭圆的两种标准形式中,虽然焦点位置不同,但都具备a2=b2+c2.()(3)方程错误!+错误!=1(m>0,n>0)是椭圆的方程.( )(4)椭圆错误!+错误!=1的焦点在x轴上.()(5)设椭圆错误!+y2=1的焦点为F1,F2,P是椭圆上一点,则PF1+PF2=2。
()(6)椭圆错误!+错误!=1的焦点坐标是(±2,0).( )【解析】(1)(2)明显正确;(3)错误!+错误!=1中,当m=n>0时方程表示圆,故错误;(4)方程y2的分母大于x2的分母,故椭圆的焦点在y轴上,故错误;(5)方程错误!+y2=1中,a=2,所以PF1+PF2=4.所以错误;(6)因为a2-b2=12-8=4,所以c=2,即焦点坐标为(±2,0),故正确.【答案】(1)√(2)√(3)×(4)×(5)×(6)√[质疑·手记]预习完成后,请将你的疑问记录,并与“小伙伴们"探讨交流:疑问1:解惑:疑问2:解惑:疑问3:解惑:[小组合作型]椭圆标准方程的求法(1)椭圆的焦距为2,且过点P(-错误!,0);(2)两个焦点坐标分别为(0,-2),(0,2),并且经过点P错误!.【精彩点拨】求椭圆的标准方程关键是确定焦点的位置及a,b的值,若不能确定焦点位置,则要根据焦点在x轴上还是y轴上分类讨论.【自主解答】(1)①若椭圆的焦点在x轴上,设其标准方程为错误!+错误!=1(a>b〉0).∵c=1,点P(-错误!,0)在椭圆上,∴错误!解得错误!故椭圆的标准方程为错误!+错误!=1.②若椭圆的焦点在y轴上,设其标准方程为错误!+错误!=1(a>b>0),则有错误!解得错误!故椭圆的标准方程为错误!+错误!=1。