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1、
2022年高中數(shù)學(xué)(北師大版)選修1-1教案:第2章 橢圓 第一課時(shí)參考教案
教學(xué)目標(biāo):
(1) 了解圓錐曲線的實(shí)際背景,感受圓錐曲線在刻劃現(xiàn)實(shí)世界和解決實(shí)際問題中的作用。
(2) 經(jīng)歷從具體情境中抽象出橢圓模型的過程,掌握橢圓的定義、標(biāo)準(zhǔn)方程及簡單幾何性質(zhì)。
(3) 通過橢圓與方程的學(xué)習(xí),進(jìn)一步體會(huì)數(shù)形結(jié)合的思想。
教學(xué)重點(diǎn):橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程;坐標(biāo)法的基本思想。
教學(xué)難點(diǎn):橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程的推導(dǎo)與化簡;坐標(biāo)法的運(yùn)用。
教學(xué)任務(wù)分析:
(1) 學(xué)生已有的主要知識結(jié)構(gòu)
學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)過圓,了解圓的定義,經(jīng)歷了根據(jù)圓的特征,建立適當(dāng)?shù)淖鴺?biāo)系,求圓的標(biāo)準(zhǔn)方程的過程。
(2) 建立新
2、的知識結(jié)構(gòu)
與圓類比,弄清橢圓上的點(diǎn)所滿足的條件,建立適當(dāng)?shù)淖鴺?biāo)系,求橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程。
回憶圓的定義,與已有的知識聯(lián)系
小結(jié)與布置作業(yè)
教學(xué)基本流程:
通過作圖,提出問題,引入橢圓的定義義
根據(jù)條件,確定橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程
教學(xué)過程:
問題
設(shè)計(jì)意圖
師生活動(dòng)
備注
1、回顧圓的定義,讓學(xué)生用準(zhǔn)備好的工具畫圓。
學(xué)生動(dòng)手畫圓,結(jié)合圖形,重現(xiàn)思維軌跡,為橢圓的學(xué)習(xí)作好鋪墊。
1.由學(xué)生動(dòng)手實(shí)驗(yàn),并說出圓的定義;
畫圓時(shí),繩子一端固定在紙板上,一端栓在筆上學(xué)生再次體會(huì)筆尖到定點(diǎn)的距離不變的情景。
2.將圓心分開變?yōu)閮蓚€(gè),繩子兩端固定在
3、這兩個(gè)定點(diǎn)上,用筆勾住繩子,將會(huì)畫出什么樣的曲線呢?
提出新的問題,激發(fā)學(xué)生的好奇心,引發(fā)學(xué)習(xí)興趣。
1.師生一起畫圖,得到一個(gè)壓扁的“圓”—橢圓;
2.教師演示課件:拱橋、橄欖球、天體的運(yùn)動(dòng)軌跡等。
讓學(xué)生領(lǐng)略到數(shù)學(xué)的美,認(rèn)識到數(shù)學(xué)與生活息息相關(guān)。
3.在運(yùn)動(dòng)中,橢圓上的點(diǎn)所滿足的幾何條件是什么?
4.應(yīng)該如何描述動(dòng)點(diǎn)M所滿足的幾何條件?
1.弄清曲線上的點(diǎn)所滿足的幾何條件是建立曲線方程的關(guān)鍵之一。
2.讓學(xué)生體會(huì)類比思想,整理實(shí)驗(yàn),歸納抽象成數(shù)學(xué)問題。
1.引導(dǎo)學(xué)生分析實(shí)驗(yàn),發(fā)現(xiàn)兩個(gè)確定的量—定點(diǎn)及繩長,變動(dòng)的量—筆尖(即橢圓上的點(diǎn))。
2.再次演示畫橢圓的過程,引導(dǎo)學(xué)
4、生發(fā)現(xiàn)規(guī)律:橢圓上的點(diǎn)到兩個(gè)定點(diǎn)的距離之和總是等于繩長。
這里應(yīng)給予學(xué)生充分思考和討論的機(jī)會(huì),引導(dǎo)他們說出自己的發(fā)現(xiàn),并逐步修正得到橢圓的定義。
5.將兩位學(xué)生所畫的橢圓投影到大屏幕,并提出問題:在繩長相同的情況下,為什么畫出的橢圓有圓有扁呢?
使學(xué)生認(rèn)識到橢圓的形狀受到兩定點(diǎn)的距離的影響。
1.教師:改變原有的兩定點(diǎn)的距離畫橢圓并觀察圖形,大家有什么發(fā)現(xiàn)?
學(xué)生:的距離愈近橢圓愈圓,的距離愈遠(yuǎn)橢圓愈扁。
6.如果只改變繩長,而不改變的距離,又會(huì)出現(xiàn)什么結(jié)果呢
使學(xué)生進(jìn)一步認(rèn)識到橢圓的形狀也受到繩長的影響。
教師:如果定點(diǎn)的位置相同,只改變繩長,橢圓又有什么變化?
學(xué)生:
5、繩愈短橢圓愈扁,繩愈長橢圓愈圓。
教師:設(shè)||=2C,||+||=2a,如何通過a,c刻劃橢圓的扁圓程度。
學(xué)生:當(dāng)越小時(shí),橢圓愈圓,當(dāng)越大時(shí),橢圓越扁。
7.橢圓與兩定點(diǎn)位置及定線段長有關(guān),是否給定了線段長和兩定點(diǎn)位置就一定能作出橢圓呢?
加深對概念的理解
師生共同探討,并演示課件,展示2a>2c,2a=2c,2a<2c三種不同情形的軌跡。
學(xué)生:當(dāng)2a>2c時(shí),軌跡是橢圓;當(dāng)2a=2c時(shí),軌跡是一條線段,是以為端點(diǎn)的線段;當(dāng)2a<2c時(shí),無軌跡;當(dāng)c=0時(shí),軌跡為圓.
寫出動(dòng)點(diǎn)M所滿足的幾何條件的點(diǎn)的集合:P=M|||+||=2a。
明確橢圓的定義:平面內(nèi)與兩個(gè)定點(diǎn)
6、的距離之和等于常數(shù)2a(2a大于||)的點(diǎn)的軌跡叫做橢圓。這兩個(gè)定點(diǎn)叫做橢圓的焦點(diǎn),兩焦點(diǎn)的距離叫做橢圓的焦距。
8.事實(shí)上橢圓在建筑、電子乃至航空航天等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用,因此,有必要進(jìn)一步探求它的性質(zhì),研究它的方程。求曲線方程的步驟是什么?怎樣建立適當(dāng)?shù)淖鴺?biāo)系,求橢圓的方程呢?
溫舊知新,讓學(xué)生認(rèn)識到適當(dāng)?shù)淖鴺?biāo)系有利于化簡,也會(huì)使所得的方程比較簡單。
學(xué)生回答求曲線方程的步驟,教師引導(dǎo)學(xué)生討論如何建立坐標(biāo)系。通過分析曲線的特征—對稱性,得出以線段的中點(diǎn)為原點(diǎn),以的垂直平分線為y軸建立直角坐標(biāo)系。
事實(shí)上,橢圓的美主要體現(xiàn)在均勻?qū)ΨQ上,應(yīng)充分引導(dǎo)學(xué)生討論、發(fā)現(xiàn)這一點(diǎn)。
完成了“建系
7、”,設(shè)M(x,y)是橢圓上任意一點(diǎn),橢圓的焦距為2c(c>0),那么,焦點(diǎn)的坐標(biāo)分別是(-c,0),(c,0).又設(shè)點(diǎn)M與的距離的和等于常數(shù)2a(2a>||)。
由定義可知,橢圓就是集合P=M|||+||=2a。
||=,||=,+=2a.
能否將上面所得等式兩邊同時(shí)平方?應(yīng)該如何處理兩個(gè)根號的位置更有利于化簡?
在學(xué)生已懂得一個(gè)根式化簡的情況下,針對具體的問題,尋求解決問題的想法。
請3—4名學(xué)生板演方程化簡,教師在教室中走動(dòng),觀察學(xué)生的化簡情況。
組織學(xué)生評價(jià)板演情況,使學(xué)生明確若將上面等式直接平方,則化簡過程繁雜且各項(xiàng)的次數(shù)很高;若將兩個(gè)根式放在等式的兩邊,平方后可消去
8、x2,y2,c2項(xiàng)簡化計(jì)算,強(qiáng)調(diào)方法的選擇。通過投影,將化簡的過程呈現(xiàn)給學(xué)生。
教師:設(shè)||=2c, ||+||=2a,觀察圖形能否找出a,c,所表示的線段及其關(guān)系呢?
結(jié)合圖形,賦予a,c,以具體的幾何意義。
(展示圖形)學(xué)生:可以看出a,c是以為底邊的等腰三角形的腰及底邊的一半。
教師:不妨令a2-c2=b2則方程可簡化為b2x2+a2y2=a2b2,兩邊同時(shí)除以a2b2得,這就是焦點(diǎn)在x軸上橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程。這里a與b的關(guān)系如何?
學(xué)生:a>b>0.
通過類比,讓學(xué)生寫出焦點(diǎn)在y軸上橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程,并根據(jù)方程分辨橢圓的焦點(diǎn)在x軸或y軸上。
教師用總結(jié)性的語言引導(dǎo)學(xué)生對橢
9、圓方程再認(rèn)識:
橢圓標(biāo)準(zhǔn)方程的形式:左邊是兩個(gè)分式的平方和,分母是一個(gè)正數(shù),右邊是1。
橢圓的三個(gè)參數(shù)a.b.c滿足。
橢圓標(biāo)準(zhǔn)方程中的系數(shù)哪個(gè)小,焦點(diǎn)就在哪個(gè)軸上。
1教材中例1.
2補(bǔ)充練習(xí):已知橢圓的方程為則
(1)a= b= c
(2)焦點(diǎn)在 軸上,其焦點(diǎn)坐標(biāo)為 ,焦距為 。
(3)若CD為過左焦點(diǎn)F1的弦,則?CF1F2的周長為 ,?F2CD的周長為 。
橢圓標(biāo)準(zhǔn)方程的應(yīng)用。
2位學(xué)生板演例1,補(bǔ)充練習(xí)由學(xué)生口答。
教師:如果將橢圓方程改為=1,上述問題(1)(2)(3)有何變化?
學(xué)生:(回答略)
小結(jié):
(1)知識方面:總結(jié)了橢圓的定義;探討了橢圓的扁圓;研究了在a、c的四種不同關(guān)系下的曲線軌跡;求出了橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程;了解焦點(diǎn)與方程形式的關(guān)系。(以上各知識點(diǎn)可借助課件展示出來)
(2)能力方面:鞏固了求曲線方程的步驟與方法,學(xué)會(huì)用運(yùn)動(dòng)變化的觀點(diǎn)研究問題,通過橢圓知識學(xué)習(xí)進(jìn)一步體會(huì)到數(shù)學(xué)知識的和諧美,幾何圖形的對稱美。
布置作業(yè):