2.1.1椭圆及其标准方程(第二课时)导学案
- 格式:doc
- 大小:362.00 KB
- 文档页数:2
☆补充设计☆教 师行为学生行为设计意图*揭示课题2.1 椭圆. *创设情境 兴趣导入我们已经学习过直线与圆的方程.知道二元一次方程0Ax By C ++=为直线的方程,二元二次方程22220(40)x y Dx Ey F D E F ++++=+->为圆的方程.下面将陆续研究一些新的二元二次方程及其对应的曲线. 了解 观看 课件 思考引导 启发学生得出结果*动脑思考 探索新知先来做一个实验:准备一条一定线绳、两枚钉子和一支铅笔按照下面的步骤画一个椭圆:(1)如图2-1所示,将绳子的两端固定在画板上的1F 和2F 两点,并使绳长大于1F 和2F 的距离.(2)用铅笔尖将线绳拉紧,并保持线绳的拉紧状态,笔尖在画板上慢慢移动一周,观察所画出的图形.从实验中可以看到,笔尖(即点M )在移动过程中,与两个定点1F 和2F 的距离之和始终保持不变(等于这条绳子的长度). 我们将平面内与两个定点12F F 、的距离之和为常数(大于12F F )的点的轨迹(或集合)叫做椭圆.这两个定点叫做椭圆的焦点,两个焦点间的距离叫做焦距.实验画出的图形就是椭圆.下面我们根据实验的步骤来研究椭圆的方程.取过焦点12F F 、的直线为x 轴,线段12F F 的垂直平分线为y 轴,建立平面直角坐标系,如图2-2所示.思考引导学生发现解决问题方法设M (x ,y )是椭圆上的任意一点,椭圆的焦距为2c (c >0),椭圆上的点与两个定点12F F 、的距离之和为2a (a >0),则12F F ,的坐标分别为(-c ,0),(c ,0),由条件122MF MF a +=,得2222()()2x c y x c y a +++-+=,移项得2222()2()x c y a x c y ++=--+,两边平方得2222222()44()()x c y a a x c y x c y ++=--++-+, 整理得 222()a cx a x c y -=-+, 两边平方后,整理得 22222222()()a c x a y a a c -+=-, 由椭圆的定义得2a >2c >0,即a >c >0,所以220a c ->,设222(0)a c b b -=>,则222222b x a y a b +=,【小提示】设222a c b -=,不仅使得方程变得简单规整,同时在后面讨论椭圆的集合性质时,还会看到它有明确的几何意义. 等式两边同时除以22a b ,得222210x y a b a b += (>>) (2.1) 方程(2.1)叫做焦点在x 轴上的椭圆的标准方程.它所表示的椭圆的焦点是12(0)(0)F c F c -,,,,并且222a c b -=.如图2-3所示,如果取过焦点12F F 、的直线为y 轴,线段12F F 的垂直平分线为x 轴,建立平面直角坐标系,用类似的方法可以得到椭圆的标准方程为理解记忆图2-2222210y x a b a b += (>>) (2.2)图2-3方程(2.2)叫做焦点在y 轴上的椭圆的标准方程.字母a 、b的意义同上,并且222a c b -=. 【想一想】已知一个椭圆的标准方程,如何判定焦点在x 轴还是在y 轴? *巩固知识 典型例题例1 已知椭圆的焦点在x 轴上,焦距为8,椭圆上的点到两个焦点的距离之和为10.求椭圆的标准方程.解 由于2c =8,2a =10,即c =4,a =5,所以2229b a c =-=,由于椭圆的焦点在x 轴上,因此椭圆的标准方程为2222153x y+=,即 221259x y +=.【想一想】将例1中的条件“椭圆的焦点在x 轴上”去掉,其余的条件不变,你能写出椭圆的标准方程吗?例2 求下列椭圆的焦点和焦距.(1)22154x y +=; (2)22216x y +=.分析 解题关键是判断椭圆的焦点在哪条坐标轴上.方法是观察标准方程中含x 项与含y 项的分母,哪项的分母大,焦点就在哪个数轴.解 (1)因为5>4,所以椭圆的焦点在x 轴上,并且观察 思考 主动 求解注意观察学生是否理解知识点。
导学案授课题目(章节或主题)2.1.1椭圆及其标准方程授课时间第周授课时数学时3教学课型理论新授课√□实验课□习题课□讨论课□实习(践)课□其它□教学目标与要求:(1)正确理解椭圆的概念(2)了解椭圆的标准方程推导过程,掌握椭圆标准方程的两种标准形式,并能求出基本的椭圆方程。
教学重点:椭圆概念及其标准方程。
教学难点:根据椭圆概念推导椭圆标准方程以及区别椭圆的焦点在不同坐标轴下得标准方程。
教学方法(请打√选择):讲授法□讨论法□演示法□自学辅导法□练习法(习题或操作)□读书指导法□[来源学科网ZXXK]案例法□其他□教学媒体(请打√选择):教材□板书□实物□标本□挂图□模型□多媒体□幻灯□录像□CAI(计算机辅助教学)□教学过程设计(包括讲授内容、讲授方法、时间分配、媒体选用、板书设计等): 一、呈现目标(1)正确理解椭圆的概念(2)了解椭圆的标准方程推导过程,掌握椭圆标准方程的两种标准形式,并能求出基本的椭圆方程。
二、达成目标1、课题导入:人造卫星运行的轨迹、花坛. 问题一 探究椭圆的概念(设计意图:激发学生的思维,通过讨论得出椭圆的概念) 复习:圆的概念是什么?我们如何确定圆的标准方程? 问题1:你能画出圆的图像吗?问题2:如果把细绳两端拉开一定距离,分别固定在两个定点上,套上铅笔,拉紧绳子,移动笔尖,画出的轨迹是什么曲线?若把直线拉直,两端固定,你得到的又是什么几何图形?结论:我们把平面内与两个定点2,1F F 的距离之和等于常数a 2(大于21F 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21F F 叫做椭圆的焦距。
如果把直线拉直,得到的是一条线段。
问题3:若把直线拉直,两端固定,你得到的又是什么几何图形?问题:4:如果a 2<21F F 得到的又是什么图形? 师生活动:学生在画的过程中体会椭圆的特点问题二 根据椭圆的概念探究椭圆上的动点轨迹方程? (设计意图:培养学生自主探究的能力)问题1:还记得以前学过的两点之间的距离公式吗?()()2211,,,y x B y x A 如何求AB ? 问题2:以前我们如何确定圆的标准方程?圆心在什么地方的圆最简单? 问题3:我们怎样建立坐标系才能使椭圆的方程最简单? 推导方程:(以下方程推导过程由学生完成)① 建系:以1F 和2F 所在直线为轴,线段21F F 的中点为原点,线段21F F 的垂直平分线为y 轴建立直角坐标系xOy ; ② 点:设是椭圆上任意一点,设,则,;③ 定义:得板书设计(1)到两定点(2,1F F )的距离之和等于定长(2a )的点的集合,两个定点2,1F F 叫做椭圆的焦点,两焦点之间的距离21F F 叫做焦距。
第二课时椭圆的定义及标准方程的应用考点一利用椭圆的定义求轨迹方程如图,圆C:(x+1)2+y2=16及点A(1,0),Q为圆上一点,AQ的垂直平分线交CQ于M,求点M的轨迹方程.[自主解答]由垂直平分线性质可知|MQ|=|MA|,∴|CM|+|MA|=|CM|+|MQ|=|CQ|.∴|CM|+|MA|=4.又|AC|=2,∴M点轨迹为椭圆.由椭圆的定义知:a=2,c=1,∴b2=a2-c2=3.∴所求轨迹方程为:x24+y23=1.——————————————————用定义法求椭圆方程的基本思路是:首先分析几何图形所揭示的几何关系,判断动点的轨迹是椭圆,然后根据题中条件求出a,b的值,直接由椭圆标准方程写出即可.——————————————————————————————————————1.已知B、C是两个定点,|BC|=8,且△ABC的周长等于18,求这个三角形顶点A的轨迹方程.解:以过B、C两点的连线为x轴,线段BC的垂直平分线为y轴,建立直角坐标系xOy,如图.由|BC|=8,可知点B (-4,0),C (4,0).由|AB |+|AC |+|BC |=18,得|AB |+|AC |=10,因此,点A 的轨迹是以B 、C 为焦点的椭圆,但点A 不在x 轴上,由a =5,c =4,得b 2=a 2-c 2=25-16=9,所以点A 的轨迹方程为x 225+y 29=1(y ≠0).考点二用相关点法求与椭圆有关的轨迹方程已知圆x 2+y 2=9,从这个圆上任意一点P 向x 轴作垂线段PP ′,点M 在PP ′上,并且PM ―→=2MP ′―→,求点M 的轨迹方程.[自主解答] 设点M 的坐标为(x ,y ),点P 的坐标为(x 0,y 0),则x 0=x ,y 0=3y . 因为P (x 0,y 0)在圆x 2+y 2=9上,所以x 20+y 20=9.将x 0=x ,y 0=3y 代入,得x 2+9y 2=9,即M 的轨迹方程为x 29+y 2=1.若将“点M 在PP ′上,并且PM ―→=2MP ′―→”改为“点M 在直线PP ′上,并且P ′M ―→=λP ′P ―→ (λ>0)”,则M 点的轨迹是什么?解:设M (x ,y ),P (x 0,y 0),∵PP ′⊥x 轴,且P ′M ―→=λP ′P ―→,∴x =x 0,y =λy 0,即x 0=x ,y 0=1λy .∵点P (x 0,y 0)在圆x 2+y 2=9上,∴x 20+y 20=9.把x 0=x ,y 0=1λy 代入上式得,x 29+y 29λ2=1.当0<λ<1时,点M 的轨迹是焦点在x 轴上的椭圆; 当λ=1时,点M 的轨迹是圆;当λ>1时,点M 的轨迹是焦点在y 轴上的椭圆.——————————————————已知P 的轨迹方程,求M 的轨迹方程的步骤是先设出点P 和M 的坐标,根据条件写出P 点与M 点的坐标之间的关系,然后用M 点的坐标表示P 点的坐标,并代入P 点的坐标所满足的方程,整理即得M 的轨迹方程.动点M 与曲线上的点P 称为相关点(有关系的两点),这种求轨迹方程的方法称为相关点法(代入法).——————————————————————————————————————2.已知圆C 的方程为x 2+y 2=4,过圆C 上的一动点M 作平行于x 轴的直线m ,设m 与y 轴的交点为N ,若向量OQ ―→=OM ―→+ON ―→,求动点Q 的轨迹方程.解:设点Q 的坐标为(x ,y ),点M 的坐标为(x 0,y 0)(y 0≠0),则点N 的坐标为(0,y 0). 因为OQ ―→=OM ―→+ON ―→, 即(x ,y )=(x 0,y 0)+(0,y 0)=(x 0,2y 0),则x 0=x ,y 0=y2.又点M 在圆C 上,所以x 20+y 20=4,即x 2+y 24=4(y ≠0).所以动点Q 的轨迹方程是x 24+y 216=1(y ≠0).考点三与焦点有关的三角形问题如图所示,P 是椭圆x 24+y 23=1上的一点,F 1、F 2为椭圆的左、右焦点,且∠PF 1F 2=120°,求△PF 1F 2的面积.[自主解答] 由已知a =2,b =3, 所以c =a 2-b 2=4-3=1,|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 120°, 即|PF 2|2=|PF 1|2+4+2|PF 1|, ① 由椭圆定义,得|PF 1|+|PF 2|=4, 即|PF 2|=4-|PF 1|. ②②代入①解得|PF 1|=65.∴S △PF 1F 2=12|PF 1|·|F 1F 2|·sin 120°=12×65×2×32=335. 即△PF 1F 2的面积是335.若将“∠PF 1F 2=120°”改为“∠F 1PF 2=60°”,其它条件不变,如何求解? 解:由已知a =2,b =3, ∴c =a 2-b 2=4-3=1.∴|F 1F 2|=2c =2,在△PF 1F 2中,|F 1F 2|2=|PF 1|2+|PF 2|2-2|PF 1||PF 2|·cos 60°,∴4=(|PF 1|+|PF 2|)2-2|PF 1||PF 2|-2|PF 1|·|PF 2|cos 60°. ∴4=16-3|PF 1||PF 2|. ∴|PF 1||PF 2|=4.∴S △PF 1F 2=12|PF 1||PF 2|·sin 60°=12×4×32= 3.—————————————————— 在解焦点三角形的有关问题时,一般地利用两个关系式: (1)由椭圆的定义可得|PF 1|,|PF 2|的关系式;(2)利用正余弦定理或勾股定理可得|PF 1|,|PF 2|的关系式,然后求解得|PF 1|,|PF 2|,有时也根据需要,把|PF 1|+|PF 2|,|PF 1|-|PF 2|,|PF 1|·|PF 2|等看成一个整体来处理.——————————————————————————————————————3.设F 1、F 2为椭圆x 29+y 24=1的两个焦点,P 为椭圆上一点,已知△PF 1F 2为直角三角形,且|PF 1|>|PF 2|,求|PF 1||PF 2|的值.解:由已知|PF 1|+|PF 2|=6,|F 1F 2|=2 5. 根据直角位置不同,分两种情况:①若∠PF 2F 1=90°,则⎩⎪⎨⎪⎧ |PF 1|2=|PF 2|2+20,|PF 1|+|PF 2|=6,∴有⎩⎨⎧|PF 1|=143,|PF 2|=43,∴|PF 1||PF 2|=72. ②若∠F 1PF 2=90°,则⎩⎪⎨⎪⎧20=|PF 1|2+|PF 2|2,|PF 1|+|PF 2|=6,解得|PF 1|=4,|PF 2|=2. ∴|PF 1||PF 2|=2. 综上所述,|PF 1||PF 2|的值为72或2.解题高手 妙解题 同样的结果,不一样的过程,节省解题时间,也是得分!已知椭圆x 2a 2+y 2b2=1(a >b >0)与x 轴的交点为A 1,A 2,P 是椭圆上任一点,F 是它的一个焦点,证明:以线段PF 为直径的圆与以线段A 1A 2为直径的圆相切.[巧思] 判断两圆的位置关系,即判断两圆的圆心距与两圆的半径之间的关系.若M 为PF 的中点,则圆心距为|OM |.[妙解] 由椭圆方程x 2a 2+y 2b2=1(a >b >0)知,以线段A 1A 2为直径的圆为x 2+y 2=a 2.设F 1是椭圆的另外一个焦点,点M 是线段PF 的中点,则|MO |=12|PF 1|=12(2a -|PF |)=a -12|PF |.即以线段A 1A 2为直径的圆(圆心为O )与以线段PF 为直径的圆(圆心为M )的圆心距等于两圆的半径之差,于是两圆相切.1.到两定点F 1(-4,0),F 2(4,0)的距离之和为8的点的轨迹是( )A .椭圆B .线段C .圆D .直线解析:到两定点距离之和恰好等于两定点间的距离,故为线段. 答案:B2.“m >0且n >0”是“方程mx 2+ny 2=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 .既不充分又不必要条件解析:当m >0且n >0时,方程mx 2+ny 2=1,也可能表示圆;当方程mx 2+ny 2=1表示椭圆时一定有m >0,n >0.答案:B3.已知椭圆x 210-m +y 2m -2=1,焦点在y 轴上,若焦距为4,则m 等于 ( )A .4B .5C .7D .8解析:∵焦距为4,∴2c =4,c =2, ∴m -2-(10-m )=c 2=4,∴2m -12=4,m =8. 答案:D4.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|PF 2|=________,∠F 1PF 2的大小为________.解析:由|PF 1|+|PF 2|=6,且|PF 1|=4知|PF 2|=2, 在△PF 1F 2中,cos ∠F 1PF 2=|PF 1|2+|PF 2|2-|F 1F 2|22|PF 1||PF 2|=-12.∴∠F 1PF 2=120°.答案:2 120°5.若P 为椭圆x 29+y 25=1上任意一点,F 1,F 2的坐标分别为F 1(-2,0),F 2(2,0),则|PF 1|·|PF 2|的最大值为________.解析:由题意知F 1,F 2是椭圆的两个焦点,于是|PF 1|+|PF 2|=6,|PF 1|·|PF 2|≤⎝⎛⎭⎪⎫|PF 1|+|PF 2|22=9∴当且仅当|PF 1|=|PF 2|=3时,|PF 1|·|PF 2|取最大值9.答案:96.已知动圆M 过定点A (-3,0),并且在定圆B :(x -3)2+y 2=64的内部与其相内切,求动圆圆心M 的轨迹方程.解:设动圆M 和定圆B 内切于点C ,动圆圆心M 到两定点A (-3,0),B (3,0)的距离之和恰好又等于定圆的半径,即|MA |+|MB |=|MC |+|MB |=|BC |=8,∴动圆圆心M 的轨迹是以A 、B 为焦点的椭圆, 且2a =8,2c =6,b =a 2-c 2=7. ∴动圆圆心的轨迹方程是x 216+y 27=1.一、选择题1.已知P 为椭圆C 上一点,F 1,F 2为椭圆的焦点,且|F 1F 2|=23,若|PF 1|与|PF 2|的等差中项为|F 1F 2|,则椭圆C的标准方程为( )A.x 212+y 29=1B.x 212+y 29=1或x 29+y 212=1 C.x 29+y 212=1 D.x 248+y 245=1或x 245+y 248=1 解析:由已知2c =|F 1F 2|=23, ∴c = 3.又2a =|PF 1|+|PF 2|=2|F 1F 2|=43,∴a =2 3.∴b 2=a 2-c 2=9.故椭圆C 的标准方程是x 212+y 29=1或x 29+y 212=1.答案:B2.设集合A ={1,2,3,4},m ,n ∈A ,则方程x 2m +y 2n=1表示焦点在x 轴上的椭圆的个数是 ( )A .6B .8C .12D .16解析:由题意知m >n . 当m =2时,n =1, 当m =3时,n =1,2, 当m =4时,n =1,2,3, ∴共有6个.答案:A3.若椭圆x 216+y 2m=1的焦距为6,则m的值为( )A .7B .7或25C .25 D.7或5解析:①设a 2=16,b 2=m ,∴c 2=16-m ,∴16-m =9,∴m =7;②设a 2=m ,b 2=16,则c 2=m -16,∴m -16=9,∴m =25.答案:B4.已知圆x 2+y 2=1,从这个圆上任意一点P 向y 轴作垂线,垂足为P ′,则PP ′的中点M 的轨迹方程是 ( )A .4x 2+y 2=1B .x 2+y 214=1C.x 24+y 2=1 D .x 2+y 24=1解析:设点M 的坐标为(x ,y ),点P 的坐标为(x 0,y 0),则x =x 02,y =y 0.∵P (x 0,y 0)在圆x 2+y 2=1上,∴x 20+y 20=1.①将x 0=2x ,y 0=y 代入方程①,得4x 2+y 2=1. 答案:A 二、填空题5.在平面直角坐标系xOy 中,已知△ABC 的顶点A (-4,0)和C (4,0),顶点B 在椭圆x 225+y 29=1上,则sin A +sin C sin B=________. 解析:由椭圆方程x 225+y 29=1知,a =5,b =3,∴c =4,即点A (-4,0)和C (4,0)是椭圆的焦点.又点B 在椭圆上,∴|BA |+|BC |=2a =10,且|AC |=8.于是,在△ABC 中,由正弦定理,得sin A +sin C sin B =|BC |+|BA ||AC |=54.答案:546.椭圆的两焦点为F 1(-4,0)、F 2(4,0),点P 在椭圆上,若△PF 1F 2的面积最大为12,则椭圆方程为________.解析:如图,当P 在y 轴上时△PF 1F 2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.答案:x 225+y 29=17.椭圆x 225+y 29=1上的一点M 到左焦点F 1的距离为2,N 是MF 1的中点,则|ON |等于________.解析:如图,设椭圆的右焦点为F 2,则由|MF 1|+|MF 2|=10,知|MF 2|=10-2=8.又因为点O 为F 1F 2的中点,点N 为MF 1的中点,所以|ON |=12|MF 2|=4.答案:48.椭圆x 24+y 2=1的两个焦点为F 1,F 2,过F 1作垂直于x 轴的直线与椭圆相交,一个交点为P ,则|PF 2|=________.解析:由椭圆的方程可知F 1的坐标为(-3,0), 设P (-3,y ),把P (-3,y )代入椭圆的方程中,得|y |=12,即|PF 1|=12.根据椭圆的定义,得|PF 1|+|PF 2|=4,故|PF 2|=4-|PF 1|=4-12=72.答案:72三、解答题 9.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.解:设M 的坐标为(x ,y ),P 的坐标为(x P ,y P ),由已知得⎩⎪⎨⎪⎧x P =x ,y P =54y ,∵P 在圆上, ∴x 2+⎝⎛⎭⎫54y 2=25,即C 的方程为x 225+y 216=1.该曲线表示椭圆.10.在直线l :x -y +9=0上取一点P ,过点P 以椭圆x 212+y 23=1的焦点为焦点作椭圆.(1)P 点在何处时,所求椭圆长轴最短; (2)求长轴最短时的椭圆方程.解:(1)由题意知椭圆两焦点坐标分别为F 1(-3,0)、F 2(3,0).设点F 1(-3,0)关于直线l 的对称点F ′1的坐标为(x 0,y 0),则⎩⎪⎨⎪⎧y 0x 0+3=-1,x 0-32-y 02+9=0,解得⎩⎪⎨⎪⎧x 0=-9,y 0=6,∴F ′1(-9,6).则过F ′1和F 2的直线方程为y -6-6=x +93+9,整理得x +2y -3=0联立⎩⎪⎨⎪⎧ x +2y -3=0,x -y +9=0,解得⎩⎪⎨⎪⎧x =-5,y =4,即P 点坐标为(-5,4)(2)由(1)知2a =|F ′1F |=180, ∴a 2=45. ∵c =3, ∴b 2=a 2-c 2=36.∴所求椭圆的方程为x 245+y 236=1.。
3.1.2 椭圆及其标准方程第2课时教学设计(一)教学内容椭圆及其标准方程(二)教学目标1.通过知识的教学,使学生能熟练掌握椭圆的标准方程,焦点、焦距等概念以及a、b、c之间的关系,发展解析几何中代数运算素养.2.通过求点的轨迹方程,能使学生体验曲线与方程之间的一一对应关系,进一步体会坐标法和数形结合的思想.(三)教学重点及难点重点:求椭圆的标准方程.难点:轨迹方程的求法.(四)教学过程设计(主体内容)用问题分解教学目标1.课题导入问题1:上节课我们学习了椭圆的定义,请同学们回忆一下,椭圆是怎样定义的?追问1:椭圆的标准方程是怎样的?它的图形有什么特点?参数a、b、c的关系是怎样的?追问2:现在我们来求椭圆的标准方程,还需要用坐标法吗?师生活动:学生作答,老师适时补充,教师板书,明确求椭圆的标准方程不需要用坐标法,可用待定系数法确定a,b即可.设计意图:目的是使学生熟悉椭圆的定义及标准方程以及a,b,c各量的关系,熟悉焦距.为下一步求椭圆的标准方程做好铺垫.2.例题教学例1 求适合下列条件的椭圆的标准方程:(1)焦点在x轴上,且经过点(2,0)和点(0,1).(2)焦点在y轴上,与y轴的一个交点为P(0,-10),P到与它较近的一个焦点的距离为2.(3)椭圆经过点(1,32),(2)师生活动:通过学生交流探索,让学生学会分析与解决问题,学会转化问题和应用方程组思想,体会椭圆标准方程的常规方法待定系数法,便于掌握本节的重点.设计意图:巩固椭圆及其标准方程.问题2:动点的轨迹和轨迹方程有何区别?例2 如图,在圆x2+y2=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的轨迹是什么?为什么?(当P经过圆与x轴的交点时,规定点M与点P重合.师生活动:(1)轨迹是指图形,轨迹方程是指方程.明确求轨迹方程即是求轨迹上任意的点M的坐标(x,y)所满足的条件,因此必须先搞清楚点M所满足的条件.(2)掌握求一类轨迹问题的基本思路与方法,即通过建立点M与已知曲线上点的联系,利用已知曲线的方程求解. (3)明确椭圆与圆的联系,椭圆可看作是把圆“压扁”或“拉长”后,圆心一分为二所成的曲线.设计意图:提高思维的探究性与挑战性,理解椭圆与圆的关系.例3 如图4,设点A,B的坐标分别为(-5,0),(5,0).直线AM,BM相交于点M,且它们的斜率之积是4 -9,求点M 的轨迹方程.师生活动:(1)在学生分析、讨论解题思路的基础上,由学生独立完成;(2)教师视情况讲解、点评;(3)注意检验方程与曲线之间是否等价;(4)此题反过来,就是椭圆的一条性质.课堂练习:教科书第109页练习第3,4题.设计意图:深化学生对求曲线的方程的方法、椭圆的几何特征的认识.师生活动:学生运用椭圆的概念与椭圆的标准方程解决第3题,运用求曲线的方程的方法解决第4题,教师查看学生完成情况后点评、校正.设计意图:进一步巩固椭圆的概念与椭圆的标准方程.问题3:什么是椭圆的焦点三角形?焦点三角形又蕴含哪些知识呢?定义:椭圆上一点和两个焦点构成的三角形,称之为椭圆的焦点三角形.例4 椭圆22143x y+=,点P是椭圆上一点,F1,F2是椭圆的左、右焦点,且∠PF1F2=120°,则△PF1F2的面积为________.师生活动:教师在黑板上画出示意图,引导学生可联想解三角形的知识,由学生说出解决方案.(时间允许的话)从此题可推出一般结论:(1).(2)当P 点在椭圆与y 轴的交点时,焦点三角形面积最大为bc.设计意图:例题的难度不大,由学生自主思考分析并通过运算解决,培养独立思考独立分析解决问题的能力,通过练习,提醒学生在解决问题时,要根据题目的条件,灵活选用相关知识进行求解.3.课堂小结:问题4:回顾本节课所学知识与学习过程,你能对本节课的研究内容与结论作个梳理吗?师生活动:先由学生对椭圆的标准方程和轨迹方程求法作梳理,教师进行补充.设计意图:及时梳理、提炼与升华所学知识.(五)目标检测设计1.课堂检测(1).求符合下列条件的椭圆的标准方程:①经过点P(-,(1,;②a=2b0).设计意图:考查学生对椭圆的标准方程及a ,b ,c 之间的关系的理解与掌握水平,(2).已知△ABC 的周长为6,顶点A ,B 的坐标分别为(0,1),(0,-1),则点C 的轨过方程为( ) (A)221x 2)43x y +=≠±( (B)2212)34x y +=≠±(y (C)221x 0)43x y +=≠( (D)2210)34x y +=≠(y设计意图:考查学生对椭圆及其标准方程的理解水平以及思维的严谨性.(3).已知点A(-1.0),B 是圆F :229(1)x y +=-(F 为圆心)上一动点,线段AB 的垂直平分线交BF 于点P ,求动点P 的轨迹方程. 师生活动:学生先独立完成,后相互交流,教师视学生错误情况进行点评、校正.教师查看学生完成情况后点评、校正.设计意图:进一步巩固椭圆的概念与椭圆的标准方程,考查学生求轨迹方程的掌握情况.2.课后作业教科书习题3.1第2,6,10题.(六)教学反思 点的纵坐标)是(P b S PF F 0021y .cy 2tan 2==∆θ。
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。
2.2.1椭圆的标准方程讲授新课:一、椭圆的定义:[数学实验]请大家把课前准备好的一根绳子和两颗图钉拿出来,同桌合作在纸上画出椭圆的图形.椭圆定义:在内,与两个定点F1,F2的距离之和的点的轨迹叫做椭圆,这两个定点F1、F2叫做椭圆的,两焦点的距离|F1F2|叫做椭圆的。
(应注意什么?)[学生讨论]在绳长不变的情况下,改变两个图钉之间的距离,画出的椭圆有何变化?当两个图钉重合在一起时,画出的图形是什么?当两个图钉之间的距离等于绳长时,画出的图形是什么?当两个图钉之间固定,能使绳长小于两个图钉之间的距离吗?2a > 2c2a = 2c c = 0 2a < 2c 2c越小2c越大线段圆无轨迹椭圆越______ 椭圆越_______练习:平面内两点F1、F2的距离为10,到这两定点F1、F2的距离之和为2a,则在下列条件下,M点的轨迹为。
(1)2a=12 (2)2a=10 (3)2a=8A、圆B、椭圆C、线段F1F2D、不存在注意:1、当2a>|F1F2|,__________________;2、当2a=|F1F2|,M点的轨迹为____________3、当2a<|F1F2|,M点的轨迹______________________二、椭圆的标准方程的推导:已知椭圆的焦点为F1、F2,|F1F2|=2c,椭圆上任意一点到焦点F1、F2的距离之和等于常数2a,其中a>c>0,求它的方程。
(如何建立坐标系?)问题1:回忆求圆的方程的一般步骤是什么?问题2:本题中可以怎样建立直角坐标系?结合建立坐标系的一般原则—写出椭圆的标准方程的推导过程:①焦点在x轴上椭圆的标准方程为: _______________(如果所建立的坐标系是以过焦点F1、F2的直线为y轴线段F1、F2的中垂线为x轴,你会得到怎样的椭圆方程呢?)②焦点在y轴上椭圆的标准方程为: ___________________(怎样区分焦点在x轴或y轴上的标准方程?)根据所学知识完成下表标准方程快速反应: ⑴ 2222153x y +=,则a = ,b = ; ⑵ 2222146x y +=,则a = ,b = ; ⑶ 22194x y +=,则a = ,b = ; 试一试:据下列条件,写出椭圆的标准方程:(1)a=3 ,b=1,焦点在x 轴上,椭圆的标准方程是_________(2)a=5,c=17,焦点在y 轴上,椭圆的标准方程是_________________三、例题讲解:题型一:求椭圆的标准方程例1、已知椭圆的焦点坐标是()14,0F -,()24,0F ,椭圆上的任意一点到1F、2F 的距离之和是10,求椭圆的标准方程.跟踪练习:1.已知椭圆的焦点坐标是()10,1F -,()20,1F ,椭圆上的任意一点到1F 、2F 的距离之和是8,求椭圆的标准方程.跟踪练习:2.已知椭圆的两个焦点的坐标分别为(0,4),(0,-4),并且椭圆经过点(3,5)-,求椭圆的标准方程.不 同 点 图 形 焦点坐标相 同 点 定 义 a 、b 、c 的关系 焦点位置的判断跟踪练习:A.1题型二:求椭圆的焦点坐标例2、判断下列椭圆的焦点的位置,并求出焦距与焦点坐标.⑴22110064x y +=; ⑵221925x y +=; ⑶224520x y +=.跟踪练习:A.3题型三:求动点的轨迹方程例3、已知B,C 是两个定点,∣BC ∣=8,且ΔABC 的周长等于18,求这个三角形的顶点的轨迹方程.跟踪练习:课本第38页练习B 1,2,四、当堂检测:1、求下列椭圆的焦点坐标: ①22194x y += ;_________ ②22167112x y +=._____________ 2、求适合下列条件的椭圆的标准方程:①43a b = =,,焦点在x 轴上;②115b c = =,,焦点在y 轴上;3.命题甲:动点P到两定点A、B的距离之和∣PA∣+∣PB∣=2a(a>0且a为常数);命题乙:点P的轨迹是椭圆,且A,B是椭圆的焦点,则命题甲是命题乙的( )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4.如果方程22216x ya a+=+表示焦点在x轴上的椭圆,则实数a的取值范围是()A.a>3B.a<-2C. a>3或a<-2D.a>3或-6<a<-25.设M是椭圆221259x y+= 上一点,F1,F2是椭圆焦点,如果点M到焦点F1的距离为4,则点M到焦点F2的距离为___________.6.若F1、F2为椭圆22221x ya ba b+= (>>0)两焦点,AB为椭圆过焦点F2的一条弦,则ΔAB F1的周长为______.7.若方程x2+ky2=2表示焦点在y轴上的椭圆,则实数k的取值范围是___________.8.已知定点F1、F2,且∣F1F2∣=8,动点P满足∣PF1∣+∣PF2∣=8,则动点P的轨迹是______9.椭圆2214x ym+= 的焦距是2,则m的值是__________.10.椭圆5x2+ky2=5的一个焦点是(0,2),那么k的值为_________.11.已知定点F1,F2,且∣F1F2∣=8,动点P满足∣PF1∣+∣PF2∣=8,则动点P的轨迹是_____________.。
2.2 椭圆2.2.1 椭圆及其标准方程学习目标1.掌握椭圆的定义及其标准方程;2.理解椭圆的标准方程的推导,椭圆的定义中常数加以限制的原因。
基础感知预习教材,完成下列问题:(1)平面内的点的轨迹叫做椭圆,这两个定点叫做椭圆的,两焦点之间的距离叫做椭圆的(2)椭圆的标准方程:当焦点在x轴时,标准方程为;当焦点在y轴时,椭圆的标准方程为(3)集合语言:点集P={M||MF1|+|MF2|=2a,2a>|F1F2|}当2a=|F1F2|时,轨迹是当2a<|F1F2|时,轨迹是合作学习例 1.已知椭圆两个焦点的坐标分别是(-2,0)(2,0),并且经过点(2.5,-1.5),求它的标准方程。
例2.在圆x2+y2=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的轨迹是什么?例3.设点A、B的坐标分别为(-5,0)(5,0),直线AM、BM相交于点M,且他们的斜率之积是-4/9,求点M的轨迹方程?当堂检测课后练习2.2.2 椭圆的简单几何性质 班级 姓名 小组学习目标1.掌握椭圆的几何性质2.椭圆的几何性质的实际应用 基础感知合作学习例1.求椭圆16x 2+25y 2=400的长轴和短轴长、离心率、焦点、顶点坐标例2.点M (x,y )与定点F (4,0)的距离和它到直线425x 的距离之比是常数54,求点M 的轨迹方程当堂检测《师说》随堂自测限时训练(1)班级姓名小组1.焦点在x轴上,a=6,c=1的椭圆的标准方程为:2.已知椭圆的方程为m2x2+16y2=16m2,焦点在x轴上,则m的取值范围:3.过点(-3,2)且与4x2+9y2=36有相同焦点的椭圆方程为:4.已知椭圆的方程是25x2+a2y2=25a2,它的两个焦点分别是F1,F2,且|F1F2|=8,弦AB过点F1,则三角形ABF2的周长为:5.椭圆25x2+16y2=1的焦点坐标是:6.已知两定点F1(-1,0)F2(1,0),动点P满足:|PF1|+|PF2|=2|F1F2|,求:(1)点P的轨迹方程(2)若∠F1PF2=120。
高二数学选修1-1导学案 设计者:唐 审核:高二文科数学备课组
1
§2.1.1 《椭圆及其标准方程第二课时》
导 学 案
一、 自主复习 图形
方程焦点a ,b ,c 之间的关系
定义
1
2y
o
F F M x
1
o
F y
x
2
F M
复习:2:椭圆上22
1259
x y +=一点P 到椭
圆的左焦点1F 的距离为3,则P 到椭
圆右焦点2F 的距离是 .
复习3:在椭圆的标准方程中,6a =,35b =,则椭圆的标准方程是 .
二、题型1 求轨迹
例1在圆224x 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?(书本P34例2)
的轨迹。
求点上,并且
在点轴作垂线段点从这个圆上任意一变式:已知圆M P M PM PP M P P x y x ,2',,922'='=+
2014年11月 选修1-1 椭圆及其标准方程(第二课时)
2
例 2 设点A ,B 的坐标分别为
(-5,0),(5,0).直线AM ,BM 相交于点M ,且它们的斜率之积是-4/9,求点M 的轨迹方程。
(书本P35例3)
求轨迹方程一般有3种方法: 1、直接法: ①建系②设点 ③列方程④化简 ⑤检验
2、相关点法:利用相关点求动点轨迹,关键寻找两个相关动点的关系
3.定义法:如果知道所求点的轨迹是什么,可以找出相关的量,然后直接对号入座。
常见的轨迹有:圆、椭圆、双曲线、抛物线等
※注意:求出轨迹方程后,检验特殊点是否在轨迹上是必须要做的一步,判断是否需要去“杂”添点”.
题型2 含有参数的椭圆方程
【变式与拓展2】 已知方程
14102
2=-+-m y m x 表示焦点在 y 轴上的椭圆,则 m 的取值范围是____________
例3:已知方程x 2k -5+y 2
3-k =-1表示椭圆,求k 的取值范围.。