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1、2022年高二數(shù)學(xué) 8.5拋物線及其標(biāo)準(zhǔn)方程(第一課時(shí))大綱人教版必修
課時(shí)安排
2課時(shí)
從容說課
拋物線是繼橢圓、雙曲線之后的第三種圓錐曲線,與前兩者不同的是學(xué)生在初中己學(xué)過“二次函數(shù)的圖象是拋物線”,在物理上也研究過“拋物線是拋體的運(yùn)動(dòng)軌跡”,這些足以說明拋物線在實(shí)際生活中應(yīng)用的廣泛性,在這節(jié)內(nèi)容里我們將更深入地研究拋物線的定義及其標(biāo)準(zhǔn)方程。
通過類比的思想,可根據(jù)橢圓與雙曲線的第二定義順利得出拋物線及其焦點(diǎn)與準(zhǔn)線的定義,接下來用同樣的思想建立恰當(dāng)?shù)淖鴺?biāo)系求出拋物線的標(biāo)準(zhǔn)方程,一共有四種(開口向上、向下、向左或向右),值得一提的是標(biāo)準(zhǔn)方程中的“P”P的幾何意義以及焦點(diǎn)坐標(biāo)
2、、準(zhǔn)線方程與P的關(guān)系都是本節(jié)重點(diǎn).學(xué)生應(yīng)掌握如何根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)方程求P、焦點(diǎn)坐標(biāo)與準(zhǔn)線方程,或根據(jù)后三者求標(biāo)準(zhǔn)方程,特別是對(duì)于一些有關(guān)距離的最值問題,學(xué)生必須靈活運(yùn)用拋物線定義給予解決,讓其從中體會(huì)基礎(chǔ)知識(shí)與基本技能的重要.
●課 題
§8.5.1 拋物線及其標(biāo)準(zhǔn)方程(一)
●教學(xué)目標(biāo)
(一)教學(xué)知識(shí)點(diǎn)
1.拋物線的定義.
2.拋物線的四種標(biāo)準(zhǔn)方程形式及其對(duì)應(yīng)的焦點(diǎn)和準(zhǔn)線.
(二)能力訓(xùn)練要求
1.掌握拋物線的定義及其標(biāo)準(zhǔn)方程.
2.掌握拋物線的焦點(diǎn)、準(zhǔn)線及方程與焦點(diǎn)坐標(biāo)的關(guān)系.
(三)德育滲透目標(biāo)
1.訓(xùn)練學(xué)生化簡方程的運(yùn)算能力.
2.培養(yǎng)學(xué)生數(shù)形結(jié)合、分類討論的思
3、想.
3.根據(jù)圓錐曲線的統(tǒng)一定義,可以對(duì)學(xué)生進(jìn)行運(yùn)動(dòng)、變化、對(duì)立、統(tǒng)一的辯證唯物主義思想教育.
●教學(xué)重點(diǎn)
1.拋物線的定義及焦點(diǎn)與準(zhǔn)線.
2.拋物線的四種標(biāo)準(zhǔn)方程形式,以及p的意義.
●教學(xué)難點(diǎn)
1.拋物線的四種圖形及標(biāo)準(zhǔn)方程的推導(dǎo)
2.拋物線定義及焦點(diǎn)、準(zhǔn)線等知識(shí)的靈活運(yùn)用.
●教學(xué)方法
啟發(fā)引導(dǎo)式
通過回憶橢圓與雙曲線的第二定義可引入拋物線的定義,從而推出拋物線的四種標(biāo)準(zhǔn)方程.
●教具準(zhǔn)備
投影片兩張
第一張:拋物線的四種形式(記作§8.5.1 A)
第二張:例題與課時(shí)小結(jié)(記作§8.5.1 B)
●教學(xué)過程
Ⅰ.課題導(dǎo)入
[師]我們知道,到一個(gè)
4、定點(diǎn)的距離和到一條定直線的距離的比是常數(shù)的點(diǎn)的軌跡,當(dāng)常數(shù)在(0,1)內(nèi)變化時(shí),軌跡是橢圓;當(dāng)常數(shù)大于1時(shí),軌跡是雙曲線;那么當(dāng)常數(shù)等于1時(shí)軌跡是什么曲線呢?這就是今天我們要學(xué)習(xí)的第三種圓錐曲線——拋物線,以及它的定義和標(biāo)準(zhǔn)方程.
板書課題“拋物線及其標(biāo)準(zhǔn)方程(1)”.
[師]現(xiàn)在,同學(xué)們思考兩個(gè)問題:
1.對(duì)拋物線大家已有了哪些認(rèn)識(shí)?
[生]在物理學(xué)中,拋物線被認(rèn)為是拋體運(yùn)動(dòng)的軌跡;在數(shù)學(xué)中,拋物線是二次函數(shù)的圖象.
[師]2.二次函數(shù)中拋物線的圖象特征是什么?
[生]在二次函數(shù)中研究的拋物線,它的對(duì)稱軸平行于y軸,開口向上或開口向下兩種情形
[師]如果拋物線的對(duì)稱軸不平行于y
5、軸,那么就不能作為二次函數(shù)的圖象來研究了.今天我們突破函數(shù)研究中的限制,從一般意義上來研究拋物線.
Ⅱ.講授新課
[師]如圖所示,把一根直尺固定在圖上直線l的位置,把一塊三角尺的一條直角邊緊靠著直尺的邊緣,再把一條細(xì)繩的一端固定在三角尺的另一條直角邊的一點(diǎn)A,取繩長等于點(diǎn)A到直角頂點(diǎn)C的長(即點(diǎn)A到直線l的距離),并且把繩子的另一端固定在圖板上的一點(diǎn)F,用鉛筆尖扣著繩子,使點(diǎn)A到筆尖的一段繩子緊靠著三角尺,然后將三角尺沿著直尺上下滑動(dòng),筆尖就在圖板上描出了一條曲線.請(qǐng)同學(xué)們說出這條曲線有什么特征?
[生]這條曲線上任意一點(diǎn)P到F的距離與它到直線l的距離相等.再把圖板繞點(diǎn)F旋轉(zhuǎn)90°,曲線
6、即為初中見過的拋物線.
[師]現(xiàn)在我們一起歸納拋物線的定義:平面內(nèi)與一個(gè)定點(diǎn)F和一條定直線l的距離相等的點(diǎn)的軌跡叫做拋物線.點(diǎn)F叫做拋物線的焦點(diǎn),直線l叫做拋物線的準(zhǔn)線.下面根據(jù)拋物線的定義來求其方程,大家先想想一般求曲線方程的步驟.
[生]首先建立適當(dāng)?shù)淖鴺?biāo)系,然后在曲線上任取一點(diǎn)坐標(biāo)設(shè)為(x,y),再根據(jù)題意找出x與y的關(guān)系即為所求方程.
[師]現(xiàn)在大家自己求拋物線方程,根據(jù)拋物線定義,知道F是定點(diǎn),l是定直線,從而F到l的距離為定值,設(shè)為p,則p是大于0的數(shù).
以下是學(xué)生的幾種不同求法:
解法一:以l為y軸,過點(diǎn)F垂直于l的直線為x軸建立直角坐標(biāo)系(如右圖所示),則定點(diǎn)F(p,
7、0)
設(shè)動(dòng)點(diǎn)M(x,y),由拋物線定義得:
化簡得:
y2=2px-p2(p>0)
解法二:以定點(diǎn)F為原點(diǎn),過點(diǎn)F垂直于l的直線為x軸建立直角坐標(biāo)系(如右圖所示),則定點(diǎn)F(0,0),l的方程為x=-p.
設(shè)動(dòng)點(diǎn)M(x,y),由拋物線定義得:
=|x+p|
化簡得:
y2=2px+p2(p>0)
解法三:取過焦點(diǎn)F且垂直于準(zhǔn)線l的直線為x軸,x軸與l交于K,以線段KF的垂直平分線為y軸建立直角坐標(biāo)系,如右圖所示,則有F(,0),l的方程為x=-.
設(shè)動(dòng)點(diǎn)M(x,y),由拋物線定義得:
化簡得
y2=2px(p>0)
[師]通過比較可以看出,第三種解法的答案不僅
8、具有較簡的形式,而且方程中一次項(xiàng)的系數(shù)是焦點(diǎn)到準(zhǔn)線距離的2倍.我們把這個(gè)方程叫做拋物線的標(biāo)準(zhǔn)方程,它表示拋物線的焦點(diǎn)在x軸的正半軸上,坐標(biāo)是(,0),準(zhǔn)線方程是x=-.現(xiàn)在大家開始做課本P118上的練習(xí)第1題.
學(xué)生們經(jīng)過一番運(yùn)算,得出當(dāng)坐標(biāo)系變?yōu)橐赃^焦點(diǎn)且垂直于直線l的直線作為y軸,原點(diǎn)和拋物線都不變時(shí),拋物線方程為x2=2py.
[師]一條拋物線,由于它在坐標(biāo)系的位置不同,方程也不同,有四種不同的情況,如下表所示:(打出投影片§8.5.1 A)
圖形
標(biāo)準(zhǔn)方程
焦點(diǎn)坐標(biāo)
準(zhǔn)線方程
y2=2px(p>0)
(,0)
x=-
y2=-2px(p>0)
9、
(-,0)
x=
x2=2py(p>0)
(0,)
y=-
x2=-2py(p>0)
(0,-)
y=
[師]下面結(jié)合表格,看下列例題:(打開§8.5.1 B)
1.已知拋物線的標(biāo)準(zhǔn)方程是y2=6x,求它的焦點(diǎn)坐標(biāo)和準(zhǔn)線方程.
2.已知拋物線的焦點(diǎn)坐標(biāo)是F(0,-2),求它的標(biāo)準(zhǔn)方程.
分析:1.先根據(jù)拋物線方程確定拋物線是四種中哪一種,求出p,再寫出焦點(diǎn)坐標(biāo)和準(zhǔn)線方程.
2.先根據(jù)焦點(diǎn)位置確定拋物線類型,設(shè)出標(biāo)準(zhǔn)方程,求出p,再寫出標(biāo)準(zhǔn)方程.
解:1.∵拋物線方程為y2=6x
∴p=3
則焦點(diǎn)坐標(biāo)是(,0)
準(zhǔn)線方程
10、是x=-
2.∵焦點(diǎn)在y軸的負(fù)半軸上,且=2
∴p=4
則所求拋物線的標(biāo)準(zhǔn)方程是
x2=-8y
Ⅲ.課堂練習(xí)
請(qǐng)學(xué)生板演
(1)根據(jù)下列條件寫出拋物線的標(biāo)準(zhǔn)方程:
①焦點(diǎn)是F(0,3),
②準(zhǔn)線方程是x=-,
③焦點(diǎn)到準(zhǔn)線的距離是2.
解:①∵焦點(diǎn)是F(0,3)
∴拋物線開口向上,且=3
則p=6
∴所求拋物線方程是
x2=12y
②∵準(zhǔn)線方程是x=-
∴拋物線開口向右,且=
則p=
∴所求拋物線方程是y2=x
③∵焦點(diǎn)到準(zhǔn)線的距離是2,
∴p=2
∴所求拋物線方程是
y2=4x、y2=-4x、x2=4y、x2=-4y
(2)求下列拋物線的焦點(diǎn)坐
11、標(biāo)和準(zhǔn)線方程:
①y2=20x,
②x2+8y=0,
③2y2+5x=0.
解:①∵拋物線方程為y2=20x,
∴p=10
則焦點(diǎn)坐標(biāo)是F(5,0)
準(zhǔn)線方程是x=-5
②∵拋物線方程是x2+8y=0,即x2=-8y
∴p=4
則焦點(diǎn)坐標(biāo)是F(0,-2)
準(zhǔn)線方程是y=2
③∵拋物線方程是2y2+5x=0,即y2=-x
∴p=
則焦點(diǎn)坐標(biāo)是F(-,0)
準(zhǔn)線方程是x=.
Ⅳ.課時(shí)小結(jié)
由于拋物線的標(biāo)準(zhǔn)方程有四種形式,且每一種形式都只含有一個(gè)參數(shù)p,因此只要給出確定p的一個(gè)條件就可以求出拋物線的標(biāo)準(zhǔn)方程.當(dāng)拋物線的焦點(diǎn)坐標(biāo)或準(zhǔn)線方程給定以后,它的標(biāo)準(zhǔn)方程就惟一確定.
Ⅴ.課后作業(yè)
(一)課本P119習(xí)題8.5 2、4
(二)預(yù)習(xí)內(nèi)容:該小節(jié)剩下的兩道例題.
●板書設(shè)計(jì)
§8.5.1 拋物線及其標(biāo)準(zhǔn)方程(一)
拋物線 定義
標(biāo)準(zhǔn)方程 推導(dǎo)
例題
練習(xí)題
課時(shí)小結(jié)