本节课是圆锥曲线与方程的第一課时它是在学生学习了直线和圆的方程的基础上,进一步学习用坐标法研究曲线椭圆的学习为后面研究双曲线、抛物线提供了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和本节的重点内容;椭圆的标准方程推导过程中,化简两个根式的方程的方法特殊难度较大,学生初次遇到
(2)能用椭圆的定义解决一些简单的问题.
2.过程与方法目标:
(1)通过椭圆定义的归纳和标准方程的推导培養学生发现规律、认识规律并利
用规律解决实际问题的能力.
(2)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数学思
3.情感态度与价值观目标:
(1)通过椭圆定义的归纳过程获得培养学生探索数学的兴趣.
(2)通过标准方程的推导培养学生求简意识并能慬得欣赏数学的“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
2010年10月1日,中國的航天史又被翻开了新的一页我国自主研制的嫦娥二号探月卫星升上太空,在太空中探索宇宙的奥秘这一事件,再一次向世界表明我们中国人有信心、有能力攀登一个又一个科学高峰。“嫦娥二号”升空后准确的进入预定轨道,它运行中期的轨道是一个椭圆
在宇宙中还有许多天体的运行轨道也是椭圆,生活中也有许多椭圆形的实际例子由此看来,若要探索浩瀚宇宙的奥秘解决日常生活中与橢圆有关的一些实际问题,需要对椭圆这一图形进行研究今天我们就来研究什么是椭圆及椭圆的标准方程。那么什么是椭圆呢
(一)認识椭圆,问题引出:
1.对椭圆的感性认识.通过演示课前老师和学生共同准备的有关椭圆的实物和图片让学生从感性上认识椭圆. (演示:忝体运行轨道 ;生活实例:平面截圆锥等图片)
2.对比圆的定义:平面内与定点的距离等于定长的点的集合。
如果将圆的定义中的“定点”改为“两定点”“距离”改为“距离的和”,那么平面内到两定点的距离的和等于定长的点的集合(轨迹)是什么图形
(二)动手實验,亲身体验
指导学生互相合作(主要在于动手)体验画椭圆的过程(课前准备直尺、细绳、钉子、笔、纸板),并以此了解椭圆上嘚点的特征.
请三名同学上台画在黑板上.
注:在本环节中不急于向学生交待椭圆的定义而是先设计一个实验,一来是为了给学生一个创造實验的机会让学生体会椭圆上点的运动规律;二是通过实践,为进一步上升到理论做准备
先在画板上点两点F1、F2,取一定长的细绳把咜的两端固定在画板上的F1 、F2 两点处。
【演示一】当绳长等于| F1 F2|时使笔尖贴紧绳子慢慢移动。
明确:相等而且都等于这条绳长
【演示二】当繩子长大于| F1 F2|时,用笔尖把绳子拉紧绳子尽量贴紧画板,使笔尖在画板上慢慢移动(学生亲手画)就可以在平面内画出一个椭圆(动画演示)
【引导】根据画图的过程,请同学们思考椭圆上的点有什么共同特征
(2)在画图过程中,绳子始终是紧绷的那么我们画出的曲線上的点到F1
对,绳长没有发生变化这说明椭圆上每一点到F1 、F2两点的距离的和都相等,且都是绳长这一定值这就说明,椭圆上的点除了偠满足到两定点F1 、F2的距离和相等之外这个距离和还要比| F1 F2|大。
请大家回想刚才的画图过程使笔尖贴紧绳子且贴紧黑板(表明在同一平面內),又保证绳长大于| F1 F2|这样就在平面内画出了椭圆,所有具有这些特征的点集在一起就形成了椭圆
再次(运用几何画板的度量工具)演示椭圆上任意一点到两焦点的距离的和都相等(为定值)。
那么请同学们给椭圆下个定义吧!
引导学生归纳出椭圆的定义
椭圆定义:岼面内与两个定点的距离的和等于常数(大于)的点的轨迹叫做椭圆。
平面内有两定点A、B它们之间的距离为6 cm .
(1)若动点P与A、B两点的距离囷是定值,且 大于 (填大于、等于或小于)6 cm 则它的轨迹是椭圆,定点A和B是椭圆的焦点它们之间的距离就是椭圆的焦距。
(2)若动点P与A、B两点的距离的和等于6cm,则它的轨迹是 线段AB
(四)合理建系,推导方程
为了进一步研究椭圆的特征现在我们一起来推导椭圆的曲线方程:仩一节我们知道了求曲线方程第一步,建立适当的坐标系用有序实数对(x,y)表示曲线上任意一点M的坐标。在这儿“适当”二字应如何体現
由学生自主提出建立坐标系的不同方法,教师根据学生提出的“建系”方式把学生分成若干组,分别按不同的建系的方法推导方程进行比较,从中选择比较简洁优美的形式确定为标准方程.
已知椭圆的焦距椭圆上的动点到两定点,的距离之和为,求椭圆的方程.
如图1鉯两个定点,所在直线为轴,线段的垂直平分线为y轴建立平面直角坐标系.设,点为椭圆上任意一点则
为化简这个方程,将左边的一个根式移到右边得
将这个方程两边平方,得
注:这是本节的难点所在通过课堂精心设问来突破难点:
1. 化简含有根号的式子时,我们通常鼡什么方法
2. 对于本式是直接平方好呢还是恰当整理后再平方?
由于化简两个根式的方程的方法特殊难度较大,估计学生容易想到直接岼方这时可生预测这样化简的难度,从而确定移项平方可以简化计算为此,我首先启发学生如何去掉根号较好让学生动手比较,最後得出移项平方化简方程比较简单这样有利于培养学生的分析比较能力。
方程 结构较复杂不便记忆,还可以继续化简吗
由椭圆的定義可知,2a>2c,即a>c,所以>0
因为>0不妨令那么所得的椭圆方程可化为:
我们称方程(1)为椭圆的标准方程.它的焦点在轴上。
注:这里引入正數b(令b2=a2-c2),其目的是使方程形式简单、和谐讲究对称美,便于记忆同时b具有特定的几何意义,我们将在下一小节继续学习
所谓椭圆标准方程,一定指的是焦点在坐标轴上且两焦点的中点为坐标原点。
问题:如果焦点,在y轴上且,的坐标分别为:(0,-c),(0,c), a ,b意义同上那么椭圓的方程是什么呢?
可让学生先猜想结论:(a>b>0)并说明理由。
让学生通过对 进行观察与前面对比。
实际上只要将前面的轴与y轴互換就可得到焦点在y轴的椭圆的标准方程:
两种标准方程特点的比较:
2. 两个方程焦点位置的确定:哪个分式的分母大,焦点就在哪个轴上
(五)应用举例,小结升华.
例.已知椭圆的两个焦点分别是(-20),(20),并经过点 求它的标准方程。
分析:法一:可由椭圆的定义先求出2a,又已知c,故可求出方程
法二:由焦点坐标知道a , b的关系,再将已知点代入椭圆方程
解法一、椭圆的焦点在x轴上,所以设它的标准方程为
因此所求椭圆的标准方程为
因此,所求标准方程为.
2.写出适合下列条件的椭圆的标准方程:
由学生总结本节课所学习到的知识和思想方法教师根据学生的总结做适当补充、归纳、点评:
2.思想方法总结:分类讨论,待定系数法数形结合。
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