高中数学 3.1《椭圆及其标准方程》教学设计 北师大版选修2-1
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2.2.1《椭圆及其标准方程》教学设计
【教学目标】
1.理解椭圆的概念,掌握椭圆的定义、会用椭圆的定义解决实际问题;
2.理解椭圆标准方程的推导过程及化简无理方程的常用的方法;
3.了解求椭圆的动点的伴随点的轨迹方程的一般方法。
【导入新课】
实例引入
1. 当变化的平面与圆锥轴所成的角在变化时,观察平面截圆锥的截口曲线(截面与圆锥侧面的交线)是什么图形?又是怎么样变化的?特别是当截面不与圆锥的轴线或圆锥的母线平行时,截口曲线是椭圆,再观察或操作了课件后,提出两个问题:
第一、为什么把圆、椭圆、双曲线和抛物线叫做圆锥曲线;
第二、试举出现实生活中圆锥曲线的例子.
2. 探究P41页上的问题(同桌的两位同学准备无弹性的细绳子一条(约10cm长,两端各结一个套),教师准备无弹性细绳子一条(约60cm,一端结个套,另一端是活动的),图钉两个).当套上铅笔,拉紧绳子,移动笔尖,画出的图形是椭圆.启发性提问:在这一过程中,你能说出移动的笔尖(动点)满足的几何条件是什么?
新授课阶段
1. 椭圆的定义.
把平面内与两个定点1F,2F的距离之和等于常数(大于12FF)的点的轨迹叫做椭圆(ellipse).其中这两个定点叫做椭圆的焦点,两定点间的距离叫做椭圆的焦距.即当动点设为M时,椭圆即为点集P12|2MMFMFa.
2.椭圆标准方程的推导过程
设参量b的意义:第一、便于写出椭圆的标准方程;第二、,,abc的关系有明显的几何意义.具体推导过程省略。
类比:写出焦点在y轴上,中心在原点的椭圆的标准方程222210yxabab.
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53,22,求它的
标准方程。
分析:由椭圆的标准方程的定义及给出的条件,容易求出,,abc.引导学生用其他方法来解。
解:设椭圆的标准方程为222210xyabab,因点53,22在椭圆上,
则22222591104464aabbab。
例2 如图,在圆224xy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224xy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。
解:设,Mxy,11,Pxy;∵M为线段AP的中点,∴112622xxyy;
∵22111259xy,
∴点M的轨迹方程为223112594xy;
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,且它们的斜率之积为49,求点M的轨迹方程。
分析:若设点,Mxy,则直线AM,BM的斜率就可以用含,xy的式子表示,由于直线AM,BM的斜率之积是49,因此,可以求出,xy之间的关系式,即得到点M的轨迹方程。
解:设点,Mxy,则55AMykxx,55BMykxx;
代入点M的集合有4559yyxx,化简即可得点M的轨迹方程。
为:2215100259xyx。
课堂小结
1.能用数学符号或自然语言的描述椭圆的定义;
2.能正确且直观地绘作图形,反过来根据图形能用数学术语和数学符号表示;
3.正确推导椭圆的标准方程,理解椭圆的焦点位置和图形的对应关系。
作业
见同步练习部分
拓展提升
1.如果方程222myx表示焦点在y轴的椭圆,那么实数m的取值范围是( )
A.(0,+) B.(0,2) C.(1,+) D.(0,1)
2.若椭圆116222byx过点(-2,3),则其焦距为( )
A.25 B.23 C. 43 D. 45
3.设F是椭圆2211115xy的一个焦点,椭圆上至少有21个点P1,P2,P3,…,P21,使得数列{PiF}(i=1,2,…,21)成公差为d的等差数列,则d的一个可取值是 ( )
A. 12 B.-13 C. 14 D.-15
6.已知AB是过椭圆22419xy左焦点F1的弦,且|AF2|+|BF2|=4,其中F2为椭圆的右焦点,则弦AB的长是 。
7.已知△ABC的顶点B、C在椭圆2213xy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 。
8.已知F1、F2分别为椭圆x2100 + y264 =1 的左、右焦点,椭圆内一点M的坐标为(2,-6),P为椭圆上的一个动点,试求|PM|+|PF2|的取值范围。
参考答案
1.D【解析】距离之和恰好等于两定点间的距离。
2.C【解析】运用离心率的计算公式。
3.C【解析】用椭圆定义.
4.D【解析】将方程化成标准形式.
5.C【解析】将点的坐标代入,求b.
6.D【解析】考虑特殊情况.
7.43 【解析】用椭圆定义.
8.解:由椭圆的定义知
|PF2|+|PF1|=2a=20,
故 |PM|+|PF2| = |PM|-|PF1|+20
1˚ |PM|-|PF1|≤|MF1| =10,
故 |PM|+|PF2|≤30(当且仅当P为有向线段1MF的延长线与椭圆的交点时取“=”);
2˚ |PF1|-|PM|≤|MF1| =10,
故 |PM|+|PF2|=20-(|PF1|-|PM|)≥10(当且仅当P为有向线段1MF的反向延长线与椭圆的交点时取“=”)
综上可知,|PM|+|PF2|的取值范围为[10,30]。