高中数学必修二平面解析几何的教材分析和教学建议
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高中数学必修2立体几何教材分析和教学建议立体几何内容的设计:1.定位:定位于培养和发展学生把握图形的能力,空间想象与几何直观能力、逻辑推理能力等。
强调几何直观,合情推理与逻辑推理并重,适当渗透公理化思想。
2.内容处理与呈现:按照从整体到局部的方式展开:柱、锥、台、球→ 点、线、面→ 侧面积、表面积与体积的计算(如图1),而原教材是点、线、面→ 柱、锥、台、球,即从局部到整体(如图2),突出直观感知、操作确认,并结合简单的推理发现、论证一些几何性质.3.内容设计:螺旋上升,分层递进,逐步到位.在必修课程中,主要是通过直观感知、操作确认,获得几何图形的性质,并通过简单的推理发现、论证一些几何性质.进一步的论证与度量则放在选修2中用向量处理.教材在内容的设计上不是以论证几何为主线展开几何内容,而是先使学生在特殊情境下通过直观感知、操作确认,对空间的点、线、面之间的位置关系有一定的感性认识,在此基础上进一步通过直观感知、操作确认,归纳出有关空间图形位置关系的一些判定定理和性质定理,并对性质定理加以逻辑证明,不是不要证明,而是完善过程,既要发展演绎推理能力,也要发展合情推理能力。
4.教学内容增减:删除(或在选修课内体现的):(1)异面直线所成的角的计算。
(2)三垂线定理及其逆定理。
(3)多面体及欧拉公式.(4)原教材中有4个公理,4个推论,14个定理(都需证明)(不包含以例题出现的定理).新教材中有4个公理,9个定理(4个需证明).增加:(7)简单空间图形的三视图.专设“空间几何体的三视图和直观图”这一节,重点在于培养空间想像能力.(8)台体的表面积和体积等内容.立体几何内容采用上述处理方式,主要是为了增进学生对几何本质的理解,培养学生对几何内容的兴趣,克服以往几何学习中易造成的学生两极分化的弊端.立体几何初步是初等几何教育重要内容之一,它是在初中平面几何学习的基础上开设的,以空间图形的性质、画法、计算以及它们的应用为研究对象,以演绎法为研究方法.通过对三维空间的几何对象进行直观感知、操作确认、思辨论证,使学生的认识水平从平面图形延拓至空间图形,完成由二维空间向三维空间的转化,发展学生的空间想象能力,逻辑推理能力和分析问题、解决问题的能力.一、考纲要求:(1)空间几何体①认识柱、锥、台、球及其简单组合体的结构特征,并能运用这些特征描述现实生活中简单物体的结构.② 能画出简单空间图形(长方体、球、圆柱、圆锥、棱柱等的简易组合)的三视图,能识别上述的三视图所表示的立体模型,会用斜二测法画出它们的直观图.③ 会用平行投影与中心投影两种方法,画出简单空间图形的三视图与直观图,了解空间图形的不同表示形式.④会画某些建筑物的视图与直观图(在不影响图形特征的基础上,尺寸、线条等不作严格要求).⑤了解球、棱柱、棱锥、台的表面积和体积的计算公式(不要求记忆公式).(2)点、直线、平面之间的位置关系①理解空间直线、平面位置关系的定义,并了解如下可以作为推理依据的公理和定理.◆公理1:如果一条直线上的两点在一个平面内,那么这条直线上所有的点在此平面内.◆公理2:过不在同一条直线上的三点,有且只有一个平面.◆公理3:如果两个不重合的平面有一个公共点,那么它们有且只有一条过该点的公共直线.◆公理4:平行于同一条直线的两条直线互相平行.◆定理:空间中如果一个角的两边与另一个角的两边分别平行,那么这两个角相等或互补.②以立体几何的上述定义、公理和定理为出发点,认识和理解空间中线面平行、垂直的有关性质与判定.理解以下判定定理.◆如果平面外一条直线与此平面内的一条直线平行,那么该直线与此平面平行.◆如果一个平面内的两条相交直线与另一个平面都平行,那么这两个平面平行.◆如果一条直线与一个平面内的两条相交直线都垂直,那么该直线与此平面垂直.◆如果一个平面经过另一个平面的垂线,那么这两个平面互相垂直.理解以下性质定理,并能够证明.◆如果一条直线与一个平面平行,经过该直线的任一个平面与此平面相交,那么这条直线就和交线平行.◆如果两个平行平面同时和第三个平面相交,那么它们的交线相互平行.◆垂直于同一个平面的两条直线平行.◆如果两个平面垂直,那么一个平面内垂直于它们交线的直线与另一个平面垂直.③能运用公理、定理和已获得的结论证明一些空间位置关系的简单命题.二、考查热点:1.能画出简单空间图形的三视图与直观图,且会把三视图、直观图还原成空间图形。
高一数学必修2 点到直线的距离一、教材分析1、教学内容本节课是人教B 版数学必修2第二章《平面解析几何初步》第§2.2.4节,主要内容是点到直线的距离公式的推导和应用。
2、课程标准探索并掌握点到直线的距离公式,会求两条平行直线间的距离。
3、地位与作用本节对“点到直线的距离”的认识,是从初中平面几何的定性作图,过渡到了解析几何的定量计算,是在学生已掌握了直线倾斜角、斜率、直线方程和两条直线的位置关系等相关知识基础上的学习,对“点到直线的距离”的研究,为以后直线与圆的位置关系等几何问题的进一步学习奠定了基础。
二、教学目标依据《普通高中数学课程标准》的要求及教材的特点,结合学生的认知水平确定教学目标如下:1、知识与技能目标:理解点到直线距离公式的推导和掌握点到直线距离公式及其应用,能用公式2221BA C C d +-=求两平行线间距离。
2、过程与方法目标:(1)通过对点到直线的距离公式的推导与应用,培养学生数形结合、分类讨论、转化的数学思想,进而培养学生探究性思维方法和由特殊到一般、由具体到抽象的研究能力,以及用代数方法解决几何问题的能力。
(2)通过点到直线的距离公式的探索和推导过程,渗透算法的思想。
(3)通过问题获得数学知识,经历“发现问题—提出问题—解决问题”的过程。
3、情感、态度与价值观目标:通过教学过程中的师生互动、生生互动,形成学生的体验性认识,提高数学学习兴趣,树立学好数学的信心,逐步形成锲而不舍的钻研精神和合作交流的团队精神。
4、教学重点、难点及确立的依据教学重点:点到直线的距离公式确定依据:由本节在教材中的地位确定教学难点:点到直线的距离公式的推导确定依据:学生根据点到直线的距离定义进行推导,思路自然,但运算繁琐,在解决问题的过程中遇到困难,此时需要教师引导学生采用整体代换的思想简化推导过程。
三、教学方法发现法:本节课为了培养学生探究性思维能力,在教学过程中,使老师的主导性和学生的主体性有机结合,使学生能够愉快地自觉学习,通过学生自己动手实践,引导、启发学生分析、发现、归纳、论证等,从而形成完整的数学模型。
高中数学必修二平面解析几何的教材分析和教学建议一、课标要求(1)直线与方程①在平面直角坐标系中,结合具体图形,探索确定直线位置的几何要素.②理解直线的倾斜角和斜率的概念,经历用代数方法刻画直线斜率的过程,掌握过两点的直线斜率的计算公式.③能根据斜率判定两条直线平行或垂直.④根据确定直线位置的几何要素,探索并掌握直线方程的几种形式(点斜式、两点式及一般式),体会斜截式与一次函数的关系.⑤能用解方程组的方法求两直线的交点坐标.⑥探索并掌握两点间的距离公式、点到直线的距离公式,会求两条平行直线间的距离.(2)圆与方程①掌握确定圆的几何要素,在平面直角坐标系中,探索并掌握圆的标准方程与一般方程.②能根据给定直线、圆的方程,判断直线与圆、圆与圆的位置关系.③能用直线和圆的方程解决一些简单的问题.④初步了解用代数方法处理几何问题的思想.(3)空间直角坐标系①通过具体情境,感受建立空间直角坐标系的必要性,了解空间直角坐标系,会用空间直角坐标系刻画点的位置.②通过表示特殊长方体(所有棱分别与坐标轴平行)顶点的坐标,探索得出空间两点间的距离公式.二全国卷近四年直线与圆的高考题及分析A.2 C.设直线a=+xy2分析以上四年全国卷,我们可以看出:(1)文科年年都考查直线与圆的位置关系,其中2013、2014、2015年都考查了一道解答题,分值为12分,而2016年考查弱化了,只有一道选择题,分值5分,文科是否有种趋势,考查选择题;理科2013考查一道解答题,2014、2015一道选择题,,2016没有考查直线与圆.(2)试题难度为中等难度,直线与圆的试题没有压轴题,基本都在试卷的中间,选择题考查的偏多,时而为选择的最后一个较难的题.(3)直线与圆的综合题占主流,基本没有单纯考查直线方程的试题多数,多为直线与圆的位置关系、直线与圆中的几何度量(弦长、距离、面积等)、动点的轨迹问题,同时也强化了与其他知识(向量、不等式、函数、圆锥曲线等)的整合.(4)注重数学思想方法的考查,如坐标法、数形结合、函数与方程、化归转化的思想,凸显用代数的方法解决几何问题的能力.三解析几何的基本思想方法解析几何是几何学的一个分支,是通过坐标法运用代数工具研究几何问题的一门学科,解析几何的基本思想:用代数的方法解决几何问题.解析法,就是坐标法,解析几何就是在坐标系的基础上,用代数的方法研究几何问题一门学科.它将形与数有机地结合起来,体现了数形结合的重要数学思想。
人教版高中数学解析几何中的平面方程解析几何是高中数学中的一门重要课程,其中平面方程是解析几何的核心内容之一。
平面方程的求解与应用能够帮助我们理解和解决与平面相关的各种问题。
本文将结合人教版高中数学教材的理念和教学要求,详细讲解解析几何中的平面方程。
一、平面方程的基本概念在解析几何中,平面是由无数条直线组成的。
要描述一个平面,我们需要找到平面上的一个点和平面的法向量。
利用这两个要素,我们可以得到平面的方程。
二、平面方程的形式人教版高中数学教材中,我们主要学习了平面的三种常见方程形式:点法向式、一般式和截距式。
1. 点法向式方程点法向式方程是通过平面上给定的一个点和平面的法向量来表示平面方程的。
设平面上一点为P(x0,y0,z0),平面的法向量为n(a,b,c),则点法向式方程为ax+by+cz+d=0,其中d=-(ax0+by0+cz0)。
这种方程形式简明扼要,适合于求平面与直线的交点等问题。
2. 一般式方程一般式方程是通过平面上的两个向量来表示平面方程的。
设平面上的两个向量为a1、a2,则平面的法向量n=a1×a2,其中×表示向量的叉积运算。
由此得到一般式方程为A(x−x0)+B(y−y0)+C(z−z0)=0,其中(A,B,C)为法向量n的坐标,(x0,y0,z0)为平面上的一点。
3.截距式方程截距式方程以平面与坐标轴的截距为基础来表示平面方程。
设平面与x、y、z轴的截距分别为a、b、c,则截距式方程为x/a+y/b+z/c=1。
这种方程形式直观形象,便于理解和计算平面的截距。
三、平面方程的应用平面方程在解析几何中有着广泛的应用。
以下是几个常见的应用领域:1. 判断点与平面的位置关系通过平面的方程,我们可以判断一个点与平面的位置关系。
将点的坐标代入平面方程,若等式成立,则点在平面上;若等式不成立,则点在平面的上方或下方。
2. 求平面的交线与交点平面方程可以帮助我们求解平面与直线或平面之间的交线与交点。
高中数学备课教案平面解析几何中的曲线与双曲线高中数学备课教案平面解析几何中的曲线与双曲线一、引言在高中数学教学中,平面解析几何是一个重要的内容,其中曲线与双曲线是学生们比较难以理解的部分。
本教案将重点介绍曲线与双曲线的基本概念、性质以及解题方法,帮助学生掌握相关知识,提高解析几何的应用能力。
二、曲线的基本概念1. 定义曲线是平面上的点按照一定规律运动形成的图形。
曲线可由函数方程表示,也可由参数方程表示。
2. 曲线的分类根据曲线在平面上的性质,可以将曲线分为封闭曲线和非封闭曲线两类。
封闭曲线包括椭圆、圆和抛物线等;非封闭曲线包括双曲线和直线等。
三、双曲线的概念1. 定义双曲线是平面上的点,到两个给定点的距离之差等于常数的轨迹。
双曲线可由参数方程表示。
2. 双曲线的性质双曲线有以下几个重要性质:- 双曲线的离心率大于1;- 双曲线的两支无交点,且与其渐近线存在交点;- 双曲线的渐近线为其两支的公共渐近线。
四、双曲线的方程双曲线的一般方程为:$Ax^2 + Bxy + Cy^2 + Dx + Ey + F = 0$,其中ABCDEF为常数。
1. 标准方程双曲线的标准方程为:$\dfrac{x^2}{a^2} - \dfrac{y^2}{b^2} = 1$,其中a为横轴的半轴长,b为纵轴的半轴长。
2. 参数方程双曲线的参数方程为:$x = a\sec t$,$y = b\tan t$。
五、求解双曲线的问题1. 求双曲线的焦点和离心率根据双曲线的方程,可以通过方程中的系数求解双曲线的焦点坐标和离心率。
2. 求双曲线的渐近线双曲线的渐近线是双曲线的一种特殊直线,可通过方程中的系数求解。
3. 判断点的位置关系给定平面上的一点,可以通过其到双曲线的距离与离心率的关系判断点与双曲线的位置关系。
六、案例分析以具体的例题,对曲线与双曲线的相关知识进行案例分析和解答,帮助学生更好地理解和运用所学内容。
七、课堂练习出示一些真实生活中的问题,让学生运用所学的曲线与双曲线的知识进行解答,培养学生的应用能力和解决问题的能力。
高中数学必修2《解析几何初步》教材分析及教学建议之一三明九中李宇宙一、解析几何内容的设计:1. 几何的内容按三个层次设计(1)必修课程中的几何,主要包括:立体几何初步、解析几何初步、平面向量、解三角形等。
(2)选修系列1、系列2中的几何,主要包括:圆锥曲线与方程、空间向量与立体几何。
(3)选修系列3、系列4(专题)中的几何.主要包括:球面上的几何、坐标系与参数方程、几何证明选讲等。
2.解析几何内容的变化突出了用代数方法解决几何问题的过程,同时也强调代数关系的几何意义。
解析几何的内容也是分层次设计的:在必修课程中,主要是直线与方程、圆与方程;圆锥曲线与方程的内容则放在选修系列1、系列2中。
3.必修2削弱的内容两条直线的位置关系(删除了两条直线的夹角)等。
4.必修2增删的内容(1) 解析几何增加的内容:直线与圆、圆与圆的位置关系;空间直角坐标系(2) 解析几何删除的内容:曲线与方程;圆的参数方程;圆锥曲线;线性规划移至必修5(第三章)不等式部分二、数学必修2《解析几何初步》的教学建议认真把握教学要求教学中,注意控制教学的难度,避免进行综合性强、难度较大的数学题的训练,避免在解题技巧上做文章。
关注重要数学思想方法的教学重要的数学思想方法不怕重复。
《标准》要求“坐标法”应贯穿平面解析几何教学的始终,帮助学生不断地体会“数形结合”的思想方法。
在教学中应自始至终强化这一思想方法,这是解析几何的特点。
教学中注意“数”与“形”的结合,在通过代数方法研究几何对象的位置关系以后,还可以画出其图形,验证代数结果;同时,通过观察几何图形得到的数学结论,对结论进行代数证明,即用解析方法解决某些代数问题,不应割断它们之间的联系,应避免只强调“形”到“数”的方面,而忽视“数”到“形”的方面。
关注学生的动手操作和主动参与学习方式的转变是课程改革的重要目标之一。
教学中,注意适当给学生数学活动和交流的机会,引导他们在自主探索的过程中获得知识、增强技能、掌握基本的数学思想方法。
第二章平面解析几何初步示范教案整体设计教学分析本节课是对第二章根本知识与方法总结与归纳,从整体上来把握本章,使学生根本知识系统化与网络化,根本方法条理化.通过小结与复习,对全章知识内容进展一次梳理,突出知识间内在联系,在综合运用知识解决问题能力上提高一步.采用分单元小结方式,让学生自己回忆与小结各单元知识.在此根底上,教师可对一些关键处予以强调.比方可重申解析几何根本思想——坐标法.并用解析几何根本思想串联全章知识,使全章知识网络更加清晰.指出本章学习要求与要注意问题.可让学生先阅读教科书中“思考与交流〞有关内容.教师重申坐标法、函数与方程思想、数形结合思想、化归与转化思想及分类与讨论思想等数学思想方法在本章中特殊地位.三维目标1.通过总结与归纳直线与直线方程、圆与圆方程、空间直角坐标系知识,对全章知识内容进展一次梳理,突出知识间内在联系,在综合运用知识解决问题能力上提高一步.2.能够使学生综合运用知识解决有关问题,培养学生分析、探究与思考问题能力,激发学生学习数学兴趣,培养分类讨论思想与抽象思维能力.重点难点教学重点:解析几何解题根本思路与解题方法形成.教学难点:整理形本钱章知识系统与网络.课时安排1课时教学过程导入新课设计1.我们知道学习是一个循序渐进过程,更是一个不断积累过程.送给大家这样一句话:疏浚源头流活水,承上根底梳理已整合;千寻飞瀑悬彩练,启下重点突破须提升.每学完一个单元都要总结复习,这节课我们就来复习刚完毕本章.引出课题.设计2.为了系统掌握第二章知识,教师直接点出课题.推进新课新知探究提出问题阅读教材P111思考交流,画出本章知识构造.讨论结果:知识构造应用例如思路1例1直线l与直线3x+4y-7=0平行,并且与两坐标轴围成三角形面积为24,求直线l方程.解:设l :3x +4y +m =0,那么当y =0时,x =-m 3;当x =0时,y =-m 4. ∵直线l 与两坐标轴围成三角形面积为24,∴12·|-m 3|·|-m 4|=24.∴m=±24. ∴直线l 方程为3x +4y±24=0.点评:与直线Ax +By +C =0平行直线方程可设为Ax +By +m=0(m≠C).变式训练求满足以下条件直线方程:(1)经过点P(2,-1)且与直线2x +3y +12=0平行;(2)经过点Q(-1,3)且与直线x +2y -1=0垂直;答案:(1)2x +3y -1=0.(2)2x -y +5=0.例2求圆心在直线2x -y -3=0上,且过点A(5,2)与点B(3,-2)圆方程.分析:因为条件与圆心有关系,因此可设圆标准方程,利用圆心在直线2x -y -3=0上,同时也在线段AB 垂直平分线上,由两直线交点得出圆心坐标,再由两点间距离公式得出圆半径,从而得到方程.解:方法一:设圆方程为(x -a)2+(y -b)2=r 2,由条件得⎩⎪⎨⎪⎧ 2a -b -3=0,5-a 2+2-b 2=r 2,3-a 2+-2-b 2=r 2.解得⎩⎪⎨⎪⎧ a =2,b =1,r =10.所以圆方程为(x -2)2+(y -1)2=10. 方法二:因为圆过点A(5,2)与点B(3,-2),所以圆心在线段AB 垂直平分线上,线段AB 垂直平分线方程为y =-12(x -4).设所求圆圆心C 坐标为(a ,b),那么有⎩⎪⎨⎪⎧ 2a -b -3=0,b =-12a -4.解得⎩⎪⎨⎪⎧ a =2,b =1.所以圆心C(2,1),r =|CA|=5-22+2-12=10.所以所求圆方程为(x -2)2+(y -1)2=10.点评:此题介绍了几何法求圆标准方程,利用圆心在弦垂直平分线上可得圆心满足一条直线方程,结合其他条件可确定圆心,由两点间距离公式得出圆半径,从而得到圆标准方程.其实求圆标准方程,就是求圆圆心与半径,有时借助于弦心距、圆半径之间关系计算,可大大简化计算过程与难度.如果用待定系数法求圆方程,那么需要三个独立条件,“选标准,定参数〞是解题根本方法,其中选标准是根据条件选择恰当圆方程形式,进而确定其中三个参数.变式训练求经过两点A(-1,4)、B(3,2)且圆心在y 轴上圆标准方程.解:2+(y -b)2=r 2.∵该圆经过A 、B 两点,∴⎩⎪⎨⎪⎧ -12+4-b 2=r 232+2-b 2=r 2⎩⎪⎨⎪⎧ b =1r 2=10.所以圆方程是x 2+(y -1)2=10.方法二:线段AB 中点为(1,3),k AB =2-43--1=-12⎩⎪⎨⎪⎧ y =2x +1x =0,得⎩⎪⎨⎪⎧ x =0,y =1.故点(0,1)为所求圆圆心.由两点间距离公式得圆半径r =10.所求圆方程为x 2+(y -1)2=10.思路2例3自点A(-3,3)发出光线l 射到x 轴上,被x 轴反射,其反射光线所在直线与圆x 2+y 2-4x -4y +7=0相切,求光线l 所在直线方程.解:(待定系数法)设光线l 所在直线方程为y -3=k(x +3),那么反射点坐标为(-31+k k,0)(k 存在且k≠0). ∵光线入射角等于反射角,∴反射线l′所在直线方程为y =-k[x +31+k k], 即l′:y +kx +3(1+k)=0.∵圆(x -2)2+(y -2)2=1,且l′与圆相切,∴圆心到l′距离d =|2+2k +31+k |1+k2=1. ∴k=-34或k =-43. ∴光线l 所在直线方程为3x +4y -3=0或4x +3y +3=0.点评:此题是方程思想典例,方法较多,无论那种方法都是设出适当未知数,列出相应方程求解,对光线问题解决,一般利用对称方法解题,往往会收到意想不到结果.变式训练 点A(0,2)与圆C :(x -6)2+(y -4)2=365,一条光线从A 点出发射到x 轴上后沿圆切线方向反射,求这条光线从A 点到切点所经过路程.解:设反射光线与圆相切于D 点.点A 关于x 轴对称点坐标为A 1(0,-2),那么光线从A 点到切点所走路程为|A 1D|在,Rt△A 1CD 中,|A 1D|2=|A 1C|2-|CD|2=(-6)2+(-2-4)2-365=36×95. ∴|A 1D|=1855,即光线从A 点到切点所经过路程是1855. 知能训练1.如果直线x +2ay -1=0与直线(3a -1)x -ay -1=0平行,那么a 等于( ) A .0 B.16C .0或 1D .0或16答案:D2.直线l 过点P(5,10),且原点到它距离为5,那么直线l 方程为__________.答案:x =5或3x -4y +25=03.直线x -2y +b =0与两坐标轴所围成三角形面积不大于1,那么b 取值范围是__________.答案:[-2,0)∪(0,2]4.经过点P(0,-1)作直线l ,假设直线l 与连接A(1,-2),B(2,1)线段没有公共点,那么直线l 斜率k 取值范围为__________.答案:(-∞,-1)∪(1,+∞)5.直线l 1:mx +(m -1)y +5=0与l 2:(m +2)x +my -1=0互相垂直,那么m 值是__________.答案:m =0或m =-126.求经过点P(2,3)且被两条平行直线3x +4y -7=0与3x +4y +8=0截得线段长为32直线方程.解:因为两条平行直线间距离d =|-7-8|32+42=3, 所以所求直线与直线3x +4y -7=0夹角为45°.设所求直线斜率为k ,那么tan45°=|k --34||1+-34k|. 解得k =17或k =-7. 因此x -7y +19=0或7x +y -17=0为所求.6.直线l :3x +4y -10=0与曲线C :x 2+y 2-5y +p =0交于A ,B 两点,且OA⊥OB,O 为坐标原点,求实数p 值.解:直线l 与曲线C 方程联立,得⎩⎪⎨⎪⎧ 3x +4y -10=0,x 2+y 2-5y +p =0,消去x ,得25y 2-125y +100+9p =0.∴y 1y 2=100+9p 25. 同理,x 1x 2=16p -10025. ∵OA⊥OB,∴y 1y 2x 1x 2=-1. ∴100+9p2516p -10025=-1, 解得p =0.拓展提升设有半径为3 km 圆形村落,A 、B 两人同时从村落中心出发,A 向东而B 向北前进,A 出村后不久,改变前进方向,斜着沿切于村落周界方向前进,后来恰好与B 相遇,设A 、B 两人速度都一定,其比为3∶1,问A 、B 两人在何处相遇?分析:首先建立适当坐标系,结合几何知识解题.由于是圆形村落,A 、B 两人同时从村落中心出发,于是可以以村落中心为原点,以开场时A 、B 两人前进方向为x 、y 轴,建立坐标系,这就为建立解析几何模型创造了条件,然后再准确设元,列出方程.解:以开场时A 、B 两人前进方向为x 、y 轴,建立坐标系,由题意可设A 、B 两人速度分别为3v km/h ,v km/h ,再设A 出发x 0 h 后在点P 处改变前进方向,又经y 0 h 在点Q 处与B 相遇,那么P 、Q 两点坐标为(3vx 0,0),(0,v(x 0+y 0)),如以下图所示.由于A 从点P 到Q 行走时间是y 0 h ,于是由勾股定理有|OP|2+|OQ|2=|PQ|2,有(3vx 0)2+[v(x 0+y 0)]2=(3vy 0)2.整理,得(x 0+y 0)(5x 0-4y 0)=0.又x 0+y 0>0,所以5x 0=4y 0.①于是k PQ =0-v x 0+y 03vx 0-0=-x 0+y 03x 0.② 把①代入②得k PQ =-34.由于切线PQ 与y 轴交点Q 对应纵坐标v(x 0+y 0)值就是问题答案,于是转化为“当直线y =-34x +b 与圆相切时,求纵截距b 值〞.利用圆心到切线距离等于圆半径,得4|b|32+42=3,解得b =154(b>0).因此A 、B 两人相遇位置是离村落中心正北334km 处. 课堂小结本节课学习了:1.复习本章知识,形成知识网络.2.解决与直线、圆有关问题.作业本章小结稳固与提高 6,7,9,11题.设计感想本节在设计过程中,注重了两点:一是表达学生主体地位,注重引导学生思考,让学生学会学习;二是既有根底知识复习、基此题型联系,又为了满足高考要求,对教材内容适当拓展.本节课对此进展了归纳与总结.通过新旧知识联系,加强横向沟通,培养学生多角度思考问题,利用不同方法解决问题能力.在课堂上进展解题方法讨论有助于活泼学生思维,促进发散思维培养,提高思维灵活性,抓住数形结合数学思想,总结解题规律,充分表达解析几何研究方法.教会学生思想方法比教会学生解题重要多.数学知识将来可能会遗忘,而数学思想方法会影响一个人一生.备课资料备选习题1.假设过定点M(-1,0)且斜率为k 直线与圆x 2+4x +y 2-5=0在第一象限内局部有交点,那么k 取值范围是( )A .0<k< 5B .-5<k<0C .0<k<13D .0<k<5 答案:A2.点P 从(1,0)出发,沿单位圆x 2+y 2=1逆时针方向运动120°弧长到达Q 点,那么Q 坐标为( )A .(-12,32)B .(-32,-12)C .(-12,-32)D .(-32,12)答案:A3.过坐标原点且与x 2+y 2-4x +2y +52=0相切直线方程为( )A .y =-3x 或y =13x B .y =-3x 或y=-13xC .y =-3x 或y =-13x D .y =3x 或y=13x 解析:过坐标原点直线为y =kx ,与圆x 2+y 2-4x +2y +52=0相切,那么圆心(2,-1)到直线方程距离等于半径102,那么|2k +1|1+k 2=102,解得k =13或k =-3,∴切线方程为y =-3x 或y =13x.答案:A4.以点(2,-1)为圆心且与直线3x -4y +5=0相切圆方程为( )A .(x -2)2+(y +1)2=3B .(x +2)2+(y -1)2=3C .(x -2)2+(y +1)2=9D .(x +2)2+(y -1)2=9解析:r =|3×2-4×-1+5|32+42=3.答案:C5.圆:x 2+y 2-4x +6y =0与圆:x 2+y 2-6x =0交于A 、B 两点,那么AB 垂直平分线方程是________.答案:3x -y -9=06.从点A(-4,1)出发一束光线l ,经过直线l 1:x -y +3=0反射,反射光线恰好通过点B(1,6),求入射光线l 所在直线方程.解:设B(1,6)关于直线l 1对称点为B′(x 0,y 0),那么⎩⎪⎨⎪⎧x 0+12-y 0+62+3=0,y 0-6x 0-1·1=-1,解得⎩⎪⎨⎪⎧x 0=3,y 0=4.∴直线AB′方程为y -14-1=x +43+4,即3x -7y +19=0.故直线l方程为3x -7y +19=0.7.直线l :2x -y +1=0与点A(-1,2)、B(0,3),试在l 上找一点P ,使得|PA|+|PB|值最小,并求出这个最小值.解:过点B(0,3)且与直线l 垂直直线方程为l′:y -3=-12x ,由⎩⎪⎨⎪⎧2x -y +1=0,y =-12x +3,得⎩⎪⎨⎪⎧x =45,y =135,即直线l 与直线l′相交于点Q(45,135).点B(0,3)关于点Q(45,135)对称点为B′(85,115),连接AB′,那么依平面几何知识,知AB′与直线l 交点P 即为所求.直线AB′方程为y -2=113(x +1),由⎩⎪⎨⎪⎧2x -y +1=0,y =113x +2713,得⎩⎪⎨⎪⎧x =1425,y =5325,即P(1425,5325),相应最小值为|AB′|=-1-852+2-1152=170 5.。
高中数学必修二平面解析几何的教材分析和教学建议一、课标要求(1)直线与方程①在平面直角坐标系中,结合具体图形,探索确定直线位置的几何要素.②理解直线的倾斜角和斜率的概念,经历用代数方法刻画直线斜率的过程,掌握过两点的直线斜率的计算公式.③能根据斜率判定两条直线平行或垂直.④根据确定直线位置的几何要素,探索并掌握直线方程的几种形式(点斜式、两点式及一般式),体会斜截式与一次函数的关系.⑤能用解方程组的方法求两直线的交点坐标.⑥探索并掌握两点间的距离公式、点到直线的距离公式,会求两条平行直线间的距离.(2)圆与方程①掌握确定圆的几何要素,在平面直角坐标系中,探索并掌握圆的标准方程与一般方程.②能根据给定直线、圆的方程,判断直线与圆、圆与圆的位置关系.③能用直线和圆的方程解决一些简单的问题.④初步了解用代数方法处理几何问题的思想.(3)空间直角坐标系①通过具体情境,感受建立空间直角坐标系的必要性,了解空间直角坐标系,会用空间直角坐标系刻画点的位置.②通过表示特殊长方体(所有棱分别与坐标轴平行)顶点的坐标,探索得出空间两点间的距离公式.二全国卷近四年直线与圆的高考题及分析22:1O x y +=上存在点N ,使得45OMN ︒∠=,则0x 的取值范围是A.[-1,1]B. 11[,]22-C. [2,2]-D.22,22⎡⎤-⎢⎥⎣⎦圆C :0822=-+y y x ,过点P 的动直线l 与圆C 交于B A ,两点,线段AB 的中点为M ,O 为坐标原点.(1)求M 的轨迹方程;(2)当OM OP =时,求l 的方程及POM ∆的面积2015(2015·新课标全国卷Ⅱ理科·T7)过三点A(1,3),B(4,2),C(1,-7)的圆交y 轴于M N 、两点,则||MN C.(2015·新课标全国卷文科Ⅰ)已知过点()1,0A 且斜率为k 的直线l 与圆C :()()22231x y -+-=交于M N 、两点.(I )求k 的取值范围; (II )12OM ON ⋅=,其中O 为坐标原点,求MN .2016(2016·新课标全国卷文科ⅠT15)设直线a x y 2+=与圆022:22=--+ay y x C 相交于B A ,两点,若32||=AB ,则圆C 的面积为____(2016·新课标全国卷ⅡT6) 圆2228130x y x y +--+=的圆心到直线10ax y +-=的距离为1,则a = A .43- B .34- C .3 D .2分析以上四年全国卷,我们可以看出:(1)文科年年都考查直线与圆的位置关系,其中2013、2014、2015年都考查了一道解答题,分值为12分,而2016年考查弱化了,只有一道选择题,分值5分,文科是否有种趋势,考查选择题;理科2013考查一道解答题,2014、2015一道选择题,,2016没有考查直线与圆.(2)试题难度为中等难度,直线与圆的试题没有压轴题,基本都在试卷的中间,选择题考查的偏多,时而为选择的最后一个较难的题.(3)直线与圆的综合题占主流,基本没有单纯考查直线方程的试题多数,多为直线与圆的位置关系、直线与圆中的几何度量(弦长、距离、面积等)、动点的轨迹问题,同时也强化了与其他知识(向量、不等式、函数、圆锥曲线等)的整合.(4)注重数学思想方法的考查,如坐标法、数形结合、函数与方程、化归转化的思想,凸显用代数的方法解决几何问题的能力.三 解析几何的基本思想方法解析几何是几何学的一个分支,是通过坐标法运用代数工具研究几何问题的一门学科,解析几何的基本思想:用代数的方法解决几何问题.解析法,就是坐标法,解析几何就是在坐标系的基础上,用代数的方法研究几何问题一门学科.它将形与数有机地结合起来,体现了数形结合的重要数学思想。
“翻译” “翻译”“代数运算” 用解析法研究几何图形的性质,须先将几何图形置于坐标系下,对“形”进行翻译转化,将几何问题代数化,用代数的语言描述几何要素及其关系,进而将几何问题转化为代数问题(把点转化为坐标、把曲线转化为方程);然后,再将代数问题几何化------分析代数语言的几何含义,使代数语言更直观、更形象地表达出来。
几何问题 代数问题 代数问题的解 几何问题的解点 坐标 曲线 方程几何特征 数式和数量关系四 直线与圆的教学建议(一) 重点突出,把握教学要求注意“解析几何”知识内容的前后衔接,准确把握教学要求和难度.《必修2》的直线与方程、圆的方程,以及选修1-1(2-1)中圆锥曲线与方程、选修4-4坐标系与参数方程一起构成了经典的平面解析几何内容的主干,教学时,要注意知识内容的衔接,把相关内容放在平面解析几何内容的通盘中考虑,切实把握每部分的教学要求和难度。
例如在圆的教学中,应突出圆的几何特性,回避综合性强、运算量偏大的数学题的训练,避免在解题技巧上做文章. (二)思想渗透,提升数学素养;解析法的思想是通过代数方法将几何问题的研究变成有章可循,而且能按一定的步骤或程式去推导、求解,实际上是设计了一种算法.研究直线的过程和研究圆的过程就是解析几何研究曲线的两个案例,体现了“坐标法”研究问题的一般流程.在解析几何初步的教学中,教师让不断地、反复地让学生感悟坐标法、体会数形结合思想,形成正确的数学观;对解析几何内容采用的处理方式,主要是为了增进学生对几何本质的理解,培养学生对几何学习的兴趣,克服几何学习可能会造成学生两极分化的弊端.例如,对直线与圆的交点问题,教材教科书采用了通过方程求直线与圆的交点的方法,也采用比较圆心到直线的距离与半径大小的关系来判断的方法,这样,在将学生所学知识加以整合和升华的同时,也为后续内容(直线和圆锥曲线的位置关系)的学习奠定了基础.(三) 联系贯通, 梳理教材体系在教学中,让学生站在较高位置上寻找知识关系结构,体会和理解知识之间的关系,使知识结构框立体化,夯实基础,形成系统.(四)自主探索,提高主观能动性教学中,注意提供充分的数学活动和交流的机会,引导他们在自主探索的过程中获得知识、增强技能、掌握基本的数学思想方法. “观察”、“思考”、“探究”等栏目设置的目的之一就是让学生参与到数学活动中.例如中例3. 研究圆221:+2880C x y x y ++-=与圆222:4420C x y x y +---=的关系时,把它们的方程相减,得到+210x y -=时,在边空处有要求:“画出圆1C 与2C 以及方程+210x y -=表示的直线,你发现了什么你能说明为什么吗”更进一步,能否说,要研究圆1C 与圆2C 的关系只要研究直线+210x y -=与1C (或2C )的关系就可以了呢 教材边空处所提要求,不仅体现了“化归”的思想,而且是颇具思考价值的,因此教学中要重视用好.(五)信息技术,感受形象直观平面解析几何是一门典型的数与形结合的学科,信息技术在加强几何直观,促使数与形结合方面有着特殊的作用. 借助信息技术,可以形象、直观地帮助学生认识所研究的直线.在动态演示中,观察直线的性质,在直观了解的基础上,寻求形成这些性质的原因以及代数表示.通过对方程的研究,了解直线与直线的关系时,运用信息技术,可以进一步验证得到的结果,为抽象的认识增添形象的支持.(六) 题组教学,强化思维训练1.直线的方程:通过一次函数引进直线的“斜截式”,从而提出斜率的概念、倾斜角的概念、在y 轴的截距的概念,重点强调的是b k 、、α的变化.【题组】(1)直线()2110x a y +++=的倾斜角得到取值范围是_____. (2)直线l 与经过()()()22,11A B m m R ∈,,两点,则直线l 的倾斜角的取值范围为______.2.两直线的位置关系:通过平行和垂直问题的解决,感受用代数方法研究几何图形性质的思想.两直线0:;0:22221111=++=++C y B x A l C y B x A l 平行的等价条件⎩⎨⎧≠-=-0012211221C A C A B A B A两直线0:;0:22221111=++=++C y B x A l C y B x A l 垂直的等价条件02121=+B B A A 【题组1】已知直线()()12:3453,:258l m x y m l x m y ++=-++= (1)12l l ;(2)1l 与2l ;(3)1l 与2l 相交;(4)1l 与2l 垂直.【题组2】已知直线l 经过两条直线233=0+20x y x y --+=和的交点. (1)若直线l 与直线3+1=0x y -平行,求直线l 的方程. (2)若直线l 与直线3+1=0x y -垂直,求直线l 的方程. 3.平行系和过定点的直线系例:已知)25(),13(,,B A -【题组1】(1)若直线l 与线段AB 有交点,且斜率为2,求直线l 的截距的取值范围.(2)若直线l 与线段AB 有交点,且过点)11(--,A ,求直线l 的截距的取值范围. 【题组2】(1)若直线0132=+++m y x 与线段AB 有交点,求m 的取值范围.(2)若直线1-+=k kx y 与线段AB 有交点,求k 的取值范围.(3)若直线013)2()12(=-+-++m y m x m 与线段AB 有交点,求m 的取值范围. 【题组3】 动点(),P x y 在线段AB 上,则(1)y x +2的最大值. (2)xy 2+的取值范围. (3)22y x +的最小值. (4)x y x 222++的取值范围.4.点关于直线的对称点的问题【题组】已知点()11,A ,直线l :023=+-y x (1) 求点A 关于l 对称点'A .(2) 在l 上找一点P ,使得PO PA +最小.(3)在x 轴上l 找一点M ,在直线l 上找一点N ,使得AMN ∆周长最小. 5. 利用“待定系数法”求圆(或直线)的方程例:已知圆M 的圆心在x 轴上,且圆心在直线1l :=2x -的右侧,若圆M 截直线1l 所得的弦长为23,且与直线2240l x -=:相切,求圆M 的方程.【思维程序】1.画草图;(可以建立最佳的代数关系;且可以确定解的个数等等); 2.问什么设什么;3. 有多少个待定系数,建立对应的代数式;4. 准确求解、还原方程. 6.与圆有关的最值问题【题组1】已知实数x 、y 满足方程x 2+y 2-4x +1=0,则(1)xy的最小值为________,最大值为________.(斜率型) (2)x y -的最小值为________,最大值为________.(截距型)(3)22y x +的最小值为________,最大值为________.(距离平方型) 【题组2】已知M 为圆C :x 2+y 2-4x -14y +45=0上任意一点,且点Q(-2,3). (1)求MQ 的最大值和最小值.(2)求点M 到直线0=+y x 的距离的最大值和最小值. (3)若M (m ,n ),求n -3m +2的最大值和最小值.【题组 3】(1)直线y x b =+与曲线x 有且仅有一个公共点,求b 的取值范围;若没有公共点呢两个公共点呢(2)当曲线()24y k x x =-+有两个相异交点时,求k 的取值范围. 7.动点的轨迹问题【题组1】(1)一条线段()=2AB AB a 的两个端点A 和B 分别在x 轴和y 轴上滑动,求线段AB 的中点M 的轨迹方程-----定义法(借助几何画板的动态展示,点M 在运动时,保持到原点的距离为定长)(2)已知A B 、分别在x 轴和y 轴上滑动,且OA OB OD AB ⊥⊥、,求点D 的轨迹方程.-----参数法【题组2】已知圆22:4C x y +=上一定点A (2,0),B (1,1)为圆内一点,P ,Q 为圆上的动点. (1)点M 与两个定点()()000O A ,,2,的距离比为21,求点M 的轨迹方程.------直接法 引申为:点M 与两个定点()()000O A ,,2,的距离比为()0λλ>,求点M 的轨迹方程. (2)求线段AP 中点的轨迹方程.------相关点法(3)若∠PBQ =90°,求线段PQ 中点N 的轨迹方程.------几何法(4)过点B 的动直线与圆C 交于,E F 两,线段EF 的中点为G ,求点G 的轨迹方程.------几何法&参数法(5)定点H (-3,4), 以OH 、OP 为两边作平行四边形(或菱形、矩形等)HOPK ,求点K 的轨迹方程.------相关点法&几何法8.直线与圆的动态位置关系【题组1】(1)()()()222330x y r r -+-=>上到直线3+4110x y -=的距离等于1的点有3个,求r 的值. (2)()()()222330x y r r -+-=>上到直线3+4110x y -=的距离等于1的点有两个,求r 的取值范围. 【题组2】(1)在直角坐标系xOy 中,已知圆422=+y x 上有且仅有一个点到直线1250x y c -+=的距离为1,求实数c 值.(2)在直角坐标系xOy 中,已知圆422=+y x 上有且仅有两个点到直线1250x y c -+=的距离为1,求实数c 的取值范围.思考:三个点、四个点的 情况呢 【题组3】(1)在平面直角坐标系xOy 中,圆C 的方程为228150x y x +-+=,若直线2y kx =-上至少存在一点,使得以该点为圆心,1为半径的圆与圆C 有公共点,则k 的最大值是 .(2)在直线0x y m ++=上存在点P 可作圆 22:1O x y +=的两条切线PA PB 、,切点为A B 、,且60APB ∠=,求实数m 的取值范围.(3)已知圆()()221114C x y -+-=:,在直线:60l x y A +-=,为直线l 上一点.若圆M 上存在两点B C 、 使得60BAC ︒∠=,求点A 横坐标的取值范围.。