双曲线及其标准方程教学设计

  • 格式:doc
  • 大小:244.50 KB
  • 文档页数:9

《2.3.1 双曲线及其标准方程》教学设计一、教学内容解析(一)课标要求:《双曲线及其标准方程》是人教A版普通高中课程选修2-1第二章的第三节内容. 课程标准对本节内容的要求是:了解双曲线的定义、几何图形和标准方程.通过圆锥曲线与方程的学习,进一步体会数形结合的思想.(二)教材地位双曲线与科研、生产以及人类生活有着密切的关系,因此,研究它的几何特征及其性质有着极其现实的意义。

学生初步认识圆锥曲线是从椭圆开始的,双曲线的学习是对其研究内容的进一步巩固、深化和提高.如果双曲线研究的透彻、清楚,那么抛物线的学习就会顺理成章.所以说本节课的作用就是纵向承接椭圆定义和标准方程的研究,横向为双曲线的简单性质以及进一步学习抛物线,解决更复杂的解析几何综合问题奠定良好的基础.教学重点:理解和掌握双曲线的定义及其标准方程.突出重点的手段:通过画图揭示出双曲线上的点所满足的条件,再通过讨论归纳得出双曲线的定义;对于双曲线的方程,可类比椭圆方程的推导得出方程并加以比较,加深认识.二、教学目标设置依据教材的地位与作用,以及新课改对教学目标的要求,确定本节课的教学目标为:1、理解双曲线的定义并能独立推导标准方程;2、通过定义及标准方程的挖掘与探究,使学生进一步体验类比、数形结合等思想方法的运用,提高学生的观察与探究能力;3、通过教师指导下的学生交流探索活动,让学生体会数学的理性和严谨,培养学生实事求是和锲而不舍的钻研精神,形成学习数学知识的积极态度.三、学生学情分析授课班级为宁夏吴忠市吴忠中学高二年级学生。

从知识方面来说,学生从必修“平面解析几何初步”到选修“圆锥曲线”,已经学习直线、圆和椭圆,较为系统地研究了他们的性质,对解析几何的基本思想方法有了一定的认识,基本掌握了求曲线方程的一般方法,能对含有两个根式的方程进行化简,并对数形结合、类比推理的思想方法有一定的体会.从能力方面来说,作为高二年级的学生,其学习能力与理性思维都达到了一定的水平.具备一定的计算、推理、知识迁移、归纳概括和分析问题、解决问题的能力等能力,并对数形结合、类比等思想方法有了一定的感悟.教学难点:双曲线定义的得出和标准方程的建立.突破难点的策略:始终以“类比”作为主线,引导学生动手实验、观察、交流、归纳定义;回顾坐标法求椭圆方程的步骤,亲自体验建立双曲线标准方程的过程.四、教学策略分析著名数学家波利亚认为:“学习任何东西最好的途径是自己去发现.”双曲线的定义和标准方程与椭圆很类似,学生已经有了一些学习椭圆的经验,所以本节课采用了“启发探究”、“类比教学”的教学方式,重点突出以下两点:1、以类比思维作为教学的主线2、以自主探究作为学生的学习方式授之以“鱼”不如授之以“渔”,教师只是课堂教学的引导者、启发者,在新课程改革理念的指导下,要注重突出学生的主体作用.因此,在学习方法的制定上,将充分发挥学生在学习活动中的作用,通过学生主动探索、动手实践调动学生学习的积极性,转变学生的学习方式,形成理性、严谨的解决问题的态度.五、教学过程设计(一)回顾旧知,实验探索师:前面我们学习了椭圆,回顾一下,椭圆是如何定义的?(请一位同学回答.)生:平面内与两个定点F1 、F2. 的距离的和等于常数2a (2a >| F1 F2 | )的点的轨迹叫做椭圆.师:若将椭圆定义中的“距离之和”改为“距离之差”.即平面内与两个定点21,F F 的距离的差等于非零常数的点的轨迹是什么?学生表示不知道.师:我们不妨通过画图来探究.教师借助于拉链来说明作图方法.(如图)师:取一条拉链,拉开它的一部分,在拉链拉开的两边上各选择一点,分别固定在纸板上的点F 1 ,F 2处,取拉头处为M 点,由于拉链两段是等长的,则221FF MF MF =-,把笔尖放在点M 处,随着拉链的拉开或闭拢,M 点到F 1 ,F 2的距离的差为常数.这样的动点M 的轨迹是什么呢?【学生活动】请一位同学上黑板演示(用两段绳子来模拟拉链,进行作图),其他同学观察、思考.学生画出一条曲线(如图1).教师带领学生分析:这条曲线就是满足下面条件的点的集合:12P={M||MF |-|MF |=}常数师:如果使点M 到F 2的距离减去到点F 1的距离所得的差等于同一个常数,就得到另一条曲线(图2).这条曲线是满足什么条件的点的集合?生:21P={M||MF |-|MF |=}常数.师:现在我们知道,平面内到两定点距离的差为常数的点的轨迹是这样的两条曲线. 这两条曲线合起来叫做双曲线,每一条叫做双曲线的一支.它是满足这两个条件 ①12MF -MF =常数②21MF -MF =常数的点的集合.能不能将这两个条件统一起来呢? 生:用绝对值.即12MF MF = 常数.师:很好.下面我们借助于几何画板来更直观地感受一下双曲线的形成.【师生活动】 教师用多媒体演示双曲线的形成,引导学生观察,在点M 运动的过程中, 12MF MF 与的差有什么特征?学生不难发现,这个差是一组相反数,即动点M 满足条件12MF -MF =常数.再次验证画图结果.师:双曲线在科研和日常生产生活中应用广泛.(出示双曲线相关图片——冷却塔、立交 图1 图2桥、广州塔、埃菲尔铁塔) 这是继椭圆之后我们要学习的第二种圆锥曲线.(板书课题:2.3.1 双曲线及其标准方程 指明本节课的学习内容.)【设计意图】通过复习回顾椭圆概念,引出新问题.从学生认知的最近发展区入手,激发学生的求知欲.通过画图让学生直观地感受双曲线的形成,并通过优美图片的展示,渗透数学美的教育,让学生感受数学美的同时体会数学的应用价值. 再次激发学生的学习兴趣.(二)抽象概括,归纳定义提出问题:刚才我们通过直观演示,观察到动点的轨迹是双曲线.你们能根据刚才画双曲线的过程,类比椭圆的定义,归纳概括出双曲线的定义吗?(出示椭圆图形及定义,引导学生类比.)学生讨论交流,很快可以得出结果:平面内与两个定点21,F F 的距离的差的绝对值等于常数(小于21F F )的点的轨迹叫做双曲线.两个定点12F ,F 叫做双曲线的焦点,两定点间的距离叫做双曲线的焦距.记为21F F =2c .[师生活动]若学生能够得出常数小于21F F ,继续后续问题,如果学生没有发现,教师需要引导学生观察、分析.师:我们通常将定义中的常数记为2a,也就是说,双曲线就是点集:1212P={M |MF |-|MF |=202F F }<<a a ,.【设计意图】本环节在学生经历双曲线形成的基础上,类比椭圆定义,归纳概括双曲线定义,有助于学生对双曲线定义的理解.在这个过程中,培养学生的动手实验能力、归纳概括能力、对比分析能力,体会类比和数形结合思想方法.同时渗透数学美的教育,让学生感受数学美的同时体会数学的应用价值. 再次激发学生的学习兴趣.(三)类比椭圆,建立方程师:得到了双曲线的定义,知道了它的基本几何特征,这只是一种“定性”的描述,但是对于这种曲线还具有哪些性质,尚需进一步研究. 根据解析几何的基本思想方法,我们需要利用坐标法先建立双曲线的方程“定量”的描述,然后通过对双曲线的方程的讨论,来研究其几何性质.师:坐标法建立椭圆标准方程的步骤有哪些?[师生活动]请学生回顾坐标法建立椭圆方程的步骤,分析双曲线的几何特征.请一位同学回答.提出探究内容:你能类比椭圆标准方程的建立过程,建立适当的坐标系,推导双曲线的标准方程吗?【师生活动】这一环节是本节课的难点,但前面经历了椭圆标准方程的建立过程,学生不会感到太困难,因此本环节放手让学生去尝试,有困难可以互相讨论.教师教师巡视、个别予以点拨指导.绝大多数学生会选择建立焦点在x 轴上的双曲线方程.分析如下:(1)建系设点: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(如图所示)建立直角坐标系,设M(x,y)为双曲线上任意一点,双曲线的焦距是2c(c>0),那么12F ,F 的坐标分别是1F (-c,0),2F (c,0).又设点M 与F1、F2的距离的差的绝对值为2a .(2)写动点满足的集合:由定义可知,点M 满足集合:1212P={M |MF |-|MF |=2}={M |MF |-|MF |=2}±a a .(3)列方程(用坐标表示条件):1||MF =,2||MF =2=±a(4)化简方程:将这个方程移项,使式子两边平衡,再两边平方得:2222222222222()44(),:(c -)x -y =(c -)++=±+-+x c y a x c y a a a a 移项整理两边平方可得类比椭圆的标准方程的处理方式进行简化,使其简洁美观 ,即22222x y 1c --=a a(教师待学生得到以上的结论时,请学生展示成果.讲评关键点. 特别强调在方程的形式上可以仿照椭圆的标准方程的处理方式:由双曲线定义2c >2a , 即c >a ,设222c -=b (b >0)a ,代入上式22222x y -=1c -a a ,将式子进一步简化,使其简洁、对称,得到方程:()2222x y -=1>0,b >0ba a . (5)验证说明(由教师带领学生分析.) 师:由推导过程可知,双曲线上任意一点的坐标都满足方程()2222x y -=1>0,b >0ba a ,同时,以方程的解为坐标的点到双曲线的两个焦点1F (-c,0),2F (c,0)的距离之差的绝对值为2a,即以方程的解为坐标的点都在双曲线上.由曲线与方程的关系可知,该方程就是双曲线的方程,我们把它叫做双曲线的标准方程.它表示的双曲线焦点在x 轴上,焦点坐标分别为1F (-c,0),2F (c,0),这里222c +b =a .(教师板书两种形式的标准方程)师:你能得到焦点在y 轴上的双曲线的标准方程吗?生:类比椭圆,只要交换方程中的x 和y 即可.这样就得到了焦点在y 轴上的双曲线的标准方程, 即为()222210,0-=>>y x a b a b.(教师板书) 得到了双曲线的定义和方程.借助于表格进行双曲线再认识.强化概念.【设计意图】这一过程由学生自主完成,这样设计使学生完全成了学习的主人,由被动的接受变成主动的获取.通过双曲线标准方程的建立过程,训练学生的运算能力、推理论证能力、探究能力、分析问题、解决问题的能力,培养学生的合作意识和严谨的学习态度,渗透数形结合的数学思想.并感受双曲线方程、图形的对称美,获得成功的喜悦!(四)初步应用,例题讲析师:学习了新知识,就要应用,来看习题.练习:(1)已知两定点)0,5()0,5(21F F -若动点P 到21,F F 的距离的差的绝对值等于6,则动点P 的轨迹是 ( )A 双曲线 B圆 C射线 D 线段(2)已知两定点)0,5()0,5(21F F -若动点P 满足621=-PF PF ,则动点P 的轨迹是( )A. 双曲线的右支B. 双曲线的左支C. 以1F 为顶点的射线D. 以2F 为顶点的射线例1、已知双曲线两个焦点的坐标为 F1 (-5,0) F2(5,0) ,双曲线上一点P 到F1、F2 的距离之差的绝对值等于6,求双曲线标准方程.【师生活动】先由学生独2立去做,待大部分同学完成后,由学生叙述,教师板书.例1要强调待定系数法求双曲线方程的步骤:先确定焦点位置,再待定出方程,然后求解方程中的a 和b ,最后写出所求方程.例2、求适合下列条件的双曲线的方程(1)a=4,b=5,焦点在x 轴上;(2)a=3,c=5.练习是属于概念辨析题,可以进一步理解双曲线的定义.例1主要是运用待定系数法求解双曲线的标准方程.例2在例1的基础上再次强化待定系数法的应用,同时对学生进行分类讨论数学思想的渗透,达到拓展知识、提高能力的目的.【设计意图】 数学概念是要在运用中得以巩固的,通过例题使学生进一步理解双曲线的定义,掌握双曲线标准方程的求解方法,并在解题过程中渗透数形结合的数学思想.通过学生的主体参与,使学生深切体会到本节课的主要内容和思想方法,从而实现对知识的再次深化.(五)知识总结,形成体系出示问题:1.本节课你学到了什么知识?2.研究双曲线用到了什么思想方法?让学生自己进行总结,相互补充,教师点评:本节课首先通过画图揭示出双曲线上的点所满足的条件,由此归纳概括出双曲线的定义,运用坐标法建立了双曲线的标准方程,在习题中应用待定系数法求双曲线的标准方程.在整个过程中,类比椭圆的定义、图象和标准方程的探究思路来处理双曲线的类似问题.在这一学习过程中也进一步体会了数形结合的思想.【设计意图】以问题形式来引导学生自我总结.通过总结使学生对所学的知识有一个完整的体系,突出重点,抓住关键,培养概括能力.同时,通过提炼数学的基本思想方法,提高学生的数学素养.(六)布置作业,巩固提高必做题: 课本55页练习2,3题选做题: 课本61页习题A 组2题课外作业:查阅资料:GPS中的双曲线导航原理.【设计意图】作业设计有梯度,分为必做题和选做题,注重不同层次的学生的认知水平,学生可以根据自己的实际学习情况完成作业,尽量做到让不同层次的学生都能有所收获.课外作业为学生利用双曲线性质解决实际问题做准备,既可以拓展学生的知识,又可以让学生体会到数学在现实中的广泛应用.板书设计:板书力求重点突出,结构清晰,美观整齐.六、教学设计说明1. 本节课以新课程的教学理念为指导,充分体现素质教育的重点:培养学生的创新精神和实践能力.2.本节课不仅重视结论,也重视知识的生成过程,整个教学过程注重启发探究、类比教学方式的应用,是研究性教学的一次有益尝试.在教学过程中,教师作为引导者、参与者、合作者,努力引导学生动手、探索、分析,亲身经历知识形成的过程.在整个教学过程中渗透了类比、数形结合等数学思想.3.在教学过程中通过学生动手实践、自主探索,培养其分析、交流、抽象概括及数学表达的能力. 在建立双曲线的标准方程的过程中,提高学生运用坐标法解决几何问题的能力及运算能力.以上就是我对这节课的设计和说明,敬请指正,谢谢!。