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文檔簡介
第二章圓錐曲線與方程
一、課程目標(biāo)
在必修階段學(xué)習(xí)平面解析幾何初步的基礎(chǔ)上,在本模塊中,學(xué)生將學(xué)習(xí)圓錐曲線與方程,
了解圓錐曲線與二次方程的關(guān)系,掌握圓錐曲線的基本幾何性質(zhì),感受圓錐曲線在刻畫現(xiàn)實(shí)
世界和解決實(shí)際問題中的作用。結(jié)合已學(xué)過的曲線及其方程的實(shí)例,了解曲線與方程的對應(yīng)
關(guān)系,進(jìn)一步體會數(shù)形結(jié)合的思想0
二、學(xué)習(xí)目標(biāo):
⑴、圓錐曲線:
①了解圓錐曲線的實(shí)際背景,感受圓錐曲線在刻畫現(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、拋物線模型的過程,掌握它們的定義、標(biāo)準(zhǔn)方程、幾
何圖形及簡單性質(zhì)。
③了解雙曲線的定義、幾何圖形和標(biāo)準(zhǔn)方程,知道雙曲線的有關(guān)性質(zhì)。
④能用坐標(biāo)法解決一些與圓錐曲線有關(guān)的簡單幾何問題(直線與圓錐曲線的位置關(guān)系)
和實(shí)際問題。
⑤通過圓錐曲線的學(xué)習(xí),進(jìn)一步體會數(shù)形結(jié)合的思想。
三、本章知識結(jié)構(gòu)框圖:
2.1求曲線的軌跡方程(新授課)
一、教學(xué)目標(biāo)
知識與技能:結(jié)合已經(jīng)學(xué)過的曲線及方程的實(shí)例,了解曲線與方程的對應(yīng)關(guān)系,了解兩
條曲線交點(diǎn)的求法;能根據(jù)曲線的已知條件求出曲線的方程,并初步學(xué)會通過方程來研究曲
線的性質(zhì)。
過程與方法:通過求曲線方程的學(xué)習(xí),可培養(yǎng)我們的轉(zhuǎn)化能力和全面分析問題的能力,
幫助我們理解研究圓錐曲線的基本方法。
情感、態(tài)度與價值觀:通過曲線與方程概念的學(xué)習(xí),可培養(yǎng)我們數(shù)與形相互聯(lián)系,對立
統(tǒng)一的辯證唯物主義觀。
二、教學(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn)
重點(diǎn):求動點(diǎn)的軌跡方程的常用技巧與方法.
難點(diǎn):作相關(guān)點(diǎn)法求動點(diǎn)的軌跡方法.
三、教學(xué)過程
(一)復(fù)習(xí)引入
平面解析幾何研究的主要問題是:
1、根據(jù)已知條件,求出表示平面曲線的方程;
2、通過方程,研究平面曲線的性質(zhì).
我們已經(jīng)對常見曲線圓、橢圓、雙曲線以及拋物線進(jìn)行過這兩個方面的研究,今天在上
面已經(jīng)研究的基礎(chǔ)上來對根據(jù)已知條件求曲線的軌跡方程的常見技巧與方法進(jìn)行系統(tǒng)分析.
(-)幾種常見求軌跡方程的方法
1.直接法
由題設(shè)所給(或通過分析圖形的幾何性質(zhì)而得出)的動點(diǎn)所滿足的幾何條件列出等式,再
用坐標(biāo)代替這等式,化簡得曲線的方程,這種方法叫直接法.
例1、⑴求和定圓x"+y2=R2的圓周的距離等于R的動點(diǎn)P的軌跡方程;
(2)過點(diǎn)A(a,o)作圓0:x2+y2=R“a>R>o)的割線,求割線被圓0截得弦的中點(diǎn)的軌跡.
對⑴分析:
動點(diǎn)P的軌跡是不知道的,不能考查其幾何特征,但是給出了動點(diǎn)P的運(yùn)動規(guī)律:IOP|=2R
或IOP1=0.
解:設(shè)動點(diǎn)P(x,y),則有|OP|=2R或|OP|=0.
即x'ygRZ或x?+y2=0.
故所求動點(diǎn)P的軌跡方程為/+丫2=4必或x2+y2=0.
對⑵分析:
題設(shè)中沒有具體給出動點(diǎn)所滿足的幾何條件,但可以通過分析圖形的幾何性質(zhì)而得出,
即圓心與弦的中點(diǎn)連線垂直于弦,它們的斜率互為負(fù)倒數(shù).解答為:
設(shè)弦的中點(diǎn)為M(x,y),連結(jié)OM,
則0M1AM.
?k<>M?k^M——1)
.?心?工…
xx-a
化筒得,(x-y+/=(y.
其軌跡是以0A為直徑的圓在圓0內(nèi)的一段弧(不含端點(diǎn)).
2.定義法
利用所學(xué)過的圓的定義、橢圓的定義、雙曲線的定義、拋物線的定義直接寫出所求的動
點(diǎn)的軌跡方程,這種方法叫做定義法.這種方法要求題設(shè)中有定點(diǎn)與定直線及兩定點(diǎn)距離之
和或差為定值的條件,或利用平面幾何知識分析得出這些條件.
例2設(shè)收圓x?+/=4上的動點(diǎn),另有點(diǎn)0),線段人次垂
直平分線1交半徑0Q于點(diǎn)P(見圖2—45),當(dāng)Q點(diǎn)在圓周上運(yùn)動時,求點(diǎn)P的軌跡方程.
分析:
?.?點(diǎn)P在AQ的垂直平分線上,
/.|PQ|=|PA|.
又P在半徑OQ上.
/.|PO|+|PQ|=R,即|PO|+|PA|=R.
故P點(diǎn)到兩定點(diǎn)距離之和是定值,可用橢圓定義
寫出P點(diǎn)的軌跡方程.
解:連接PAV1XPQ,/.IPAHIPQI.
又P在半徑0Q上.
|PO|+|PQ|=2.
.,.|POH-|PA|=2,且2〉/=|0用.
由橢圓定義可知:P點(diǎn)軌跡是以0、A為焦點(diǎn)的橢圓.
由2a=2.2c=a=I.c=坐.
從而投=-j.
故所求橢圓方程為a-乎y+t=1即為點(diǎn)p的軌跡方程.
3.相關(guān)點(diǎn)法
若動點(diǎn)P(x,y)隨已知曲線上的點(diǎn)Q(x。,y。)的變動而變動,且x。、y°可用x、y表示,
則將Q點(diǎn)坐標(biāo)表達(dá)式代入已知曲線方程,即得點(diǎn)P的軌跡方程.這種方法稱為相關(guān)點(diǎn)法(或
代換法).
例3、已知拋物線y-x+l,定點(diǎn)A(3,1),B為拋物線上任意一點(diǎn),點(diǎn)P在線段AB上,
且有BP:PA=1:2,當(dāng)B點(diǎn)在拋物線上變動時,求點(diǎn)P的軌跡方程.
分析:
P點(diǎn)運(yùn)動的原因是B點(diǎn)在拋物線上運(yùn)動,因此B可作為相關(guān)點(diǎn),應(yīng)先找出點(diǎn)P與點(diǎn)B的
聯(lián)系.
解:設(shè)點(diǎn)P(x,y),且設(shè)點(diǎn)B(xo,yo)
則有y;+1.
VBP:PA=1:2,且P為線段AB的內(nèi)分點(diǎn).
由定比分點(diǎn)公式得?
y0=g(3y-l).
將此式代入y;=x0+l中,并整理得,
x=[y'-y+;即為所求軌跡的方程.它是一條拋物線.
4.待定系數(shù)法
求圓、橢圓、雙曲線以及拋物線的方程常用待定系數(shù)法求.
例4、已知拋物線y2=4x和以坐標(biāo)軸為對稱軸、實(shí)軸在y軸上的雙曲線僅有兩個公共點(diǎn),
又直線y=2x被雙曲線所截的的線段長等于2后,求此雙曲線方程。
解:設(shè)所求雙曲線方程為m=1,將y—Q此方程整理得:
a2x2-4b!x+a2b2=0
?.?拋物線和雙曲線僅有兩個公共點(diǎn),根據(jù)它們的對稱性,這兩個點(diǎn)的橫坐標(biāo)應(yīng)相等,因
此方程a2x2-4b2x+a2b2=0應(yīng)有等根.
/.△=16b'-4a'b2=0,即/=2b.
(y=2x
由《bX,X3得,(4b)-a?*-a2b2=0.
由弦長公式得:
2\(5—Jl+2,J(X]+x*)2-4x/2
即a2b2=4b2-a2.
p=2b(aa=2
由W=4b7得'M=1
...雙曲線的方程為
(三)鞏固練習(xí)
4
1.4ABC一邊的兩個端點(diǎn)是B(O,6)和C(O,-6),另兩邊斜率的積是求頂點(diǎn)A
的軌跡。
2.點(diǎn)P與一定點(diǎn)F(2,0)的距離和它到一定直線x=8的距離的比是1:2,求點(diǎn)P的軌
跡方程,并說明軌跡是什么圖形?
3.求拋物線y2=2px(p>0)上各點(diǎn)與焦點(diǎn)連線的中點(diǎn)的軌跡方程.
(四)課時小結(jié)
求曲線的軌跡方程一般地有直接法、定義法、相關(guān)點(diǎn)法、待定系數(shù)法,還有參數(shù)法、復(fù)
數(shù)法也是求曲線的軌跡方程的常見方法,這等到講了參數(shù)方程、復(fù)數(shù)以后再作介紹.
(五)布置作業(yè):習(xí)題2.1A組2.3.4
四、課后反思:
2.2.1橢圓及其標(biāo)準(zhǔn)方程(新授課)
一、教學(xué)目標(biāo)
知識與技能:了解橢圓的實(shí)際背景,掌握橢圓的定義及其標(biāo)準(zhǔn)方程。
過程與方法:通過橢圓的概念引入橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程的推導(dǎo),培養(yǎng)學(xué)生的分析探索能力,
熟練掌握解決解析問題的方法一坐標(biāo)法。
情感、態(tài)度與價值觀:通過對橢圓的定義及標(biāo)準(zhǔn)方程的學(xué)習(xí),滲透數(shù)形結(jié)合的思想,
讓學(xué)生體會運(yùn)動變化、對立統(tǒng)一的思想,提高對各種知識的綜合運(yùn)用能力.
二、教學(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn)
重點(diǎn):橢圓的定義和橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程.
難點(diǎn):橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程的推導(dǎo).
三、教學(xué)過程
(一)橢圓概念的引入
問題1:什么叫做曲線的方程?求曲線方程的一般步驟是什么?
問題21當(dāng)a>0時,而W=a與f(x)=a‘是同解方程嗎?
當(dāng)a>0時f(x)=a'o-a)(Jf(x)+a)=0oJf(x)-a.
問題3:圓的幾何特征是什么?你能否可類似地提出一些軌跡命題作廣泛的探索?
一般學(xué)生能回答:“平面內(nèi)到一定點(diǎn)的距離為常數(shù)的點(diǎn)的軌跡是圓”.
對學(xué)生提出的軌跡命題如:
“到兩定點(diǎn)距離之和等于常數(shù)的點(diǎn)的軌跡.”
“到兩定點(diǎn)距離平方差等于常數(shù)的點(diǎn)的軌跡.”
“到兩定點(diǎn)距離之差等于常數(shù)的點(diǎn)的軌跡.”
取一條一定長的細(xì)繩,把它的兩端固定在畫圖板上的Fi和F2兩點(diǎn)(如圖2-13),當(dāng)繩長
大于、和F2的距離時,用鉛筆尖把繩子拉緊,使筆尖在圖板上慢慢移動,就可以畫出一個
橢圓.
教師進(jìn)一步追問:“橢圓,在哪些地方見過?”有的同學(xué)說:“立體幾何中圓的直觀圖.”
有的同學(xué)說:“人造衛(wèi)星運(yùn)行軌道”等……
在此基礎(chǔ)上,引導(dǎo)學(xué)生概括橢圓的定義:
平面內(nèi)到兩定點(diǎn)Fi、F2的距離之和等于常數(shù)(大于IF1F2I)的點(diǎn)的軌跡叫做橢圓.這兩個
定點(diǎn)叫做橢圓的焦點(diǎn),兩焦點(diǎn)的距離叫做焦距.
學(xué)生開始只強(qiáng)調(diào)主要幾何特征——到兩定點(diǎn)Fi、F2的距離之和等于常數(shù)、教師在演示
中要從兩個方面加以強(qiáng)調(diào):
(1)將穿有鉛筆的細(xì)線拉到圖板平面外,得到的不是橢圓,而是橢球形,使學(xué)生認(rèn)識到
需加限制條件:“在平面內(nèi)”.
(2)這里的常數(shù)有什么限制嗎?教師邊演示邊提示學(xué)生注意:若常數(shù)=|FF2|,則是線段
F1F2;若常數(shù)<|F1F2|,則軌跡不存在;若要軌跡是橢圓,還必須加上限制條件:“此常數(shù)
大于IFIF2|".
(二)橢圓標(biāo)準(zhǔn)方程的推導(dǎo)
1.標(biāo)準(zhǔn)方程的推導(dǎo)
由橢圓的定義,可以知道它的基本幾何特征,但對橢圓還具有哪些性質(zhì),我們還一無
所知,所以需要用坐標(biāo)法先建立橢圓的方程.
如何建立橢圓的方程?根據(jù)求曲線方程的一般步驟,可分:(1)建系設(shè)點(diǎn);(2)點(diǎn)的集合;
(3)代數(shù)方程;(4)化簡方程等步驟.
(1)建系設(shè)點(diǎn)
建立坐標(biāo)系應(yīng)遵循簡單和優(yōu)化的原則,如使關(guān)鍵點(diǎn)的坐標(biāo)、關(guān)鍵幾何量(距離、直線斜
率等)的表達(dá)式簡單化,注意充分利用圖形的對稱性,使學(xué)生認(rèn)識到下列選取方法是恰當(dāng)?shù)?
以兩定點(diǎn)FI、F2的直線為X軸,線段FF2的垂直平分線為y軸,建立直角坐標(biāo)系(如圖
2-14).設(shè)|F1F2|=2C(C>0),M(x,y)為橢圓上任意一點(diǎn),則有Fi(-1,0),F2(c,0).
(2)點(diǎn)的集合
由定義不難得出橢圓集合為:P={M||MFi|+|MF2|=2a}.
(3)代數(shù)方程
',?|MFil=J(x+c)'+yL|蝸|=J(x-c)'yL
得方程J(x+c尸+9+J(x-秋+/=2a.
(4)化筒方程(學(xué)生板演,教師點(diǎn)撥)
2.兩種標(biāo)準(zhǔn)方程的比較(引導(dǎo)學(xué)生歸納)
=1(a>b>0)表示焦點(diǎn)在點(diǎn)I上的橢圓,焦點(diǎn)是F1(-c.0)、
F2(C,0),這里c2=a2-b2;
(2)5+布=1(a>b>0)表示焦點(diǎn)在卻I上的橢圓,焦點(diǎn)是耳(0,?、
222
F2(0,c),這里c=a+b,只須將(1)方程的x、y互換即可得到.
教師指出:在兩種標(biāo)準(zhǔn)方程中,:a2>b2,,可以根據(jù)分母的大小來判定焦點(diǎn)在哪一個
坐標(biāo)軸上.
(三)例題講解
例、平面內(nèi)兩定點(diǎn)的距離是8,寫出到這兩定點(diǎn)的距離的和是10的點(diǎn)的軌跡的方程.
分析:先根據(jù)題意判斷軌跡,再建立直角坐標(biāo)系,采用待定系數(shù)法得出軌跡方程.
解:這個軌跡是一個橢圓,兩個定點(diǎn)是焦點(diǎn),用FjF2表示.取過點(diǎn)Fi和F2的直線
為x軸,線段F1F2的垂直平分線為y軸,建立直角坐標(biāo)系.
?.-2a=10,2c=8.
..a=5,c=4,b2=a2-c2=25-16=9.;.b=3
因此,這個橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程是
x2y2,xJy3,
-r+-r=LBffl1PrrT+=1
yr259
思考:焦點(diǎn)Fi、F2放在y軸上呢?
(四)課堂練習(xí):課本42頁練習(xí)1、2、3、4
(五)課時小結(jié)
1.定義:橢圓是平面內(nèi)與兩定點(diǎn)Fi、F2的距離的和等于常數(shù)(大于嚴(yán)正2|)的點(diǎn)的軌跡.
2.標(biāo)準(zhǔn)方程:號+%=l(a>b>0)或,+
3.圖形
圖2-16
(六)布置作業(yè):習(xí)題2.2A組1、7
四、課后反思
2.2.2橢圓的簡單幾何性質(zhì)(新授課)
一、教學(xué)目標(biāo)
知識與技能:通過橢圓標(biāo)準(zhǔn)方程的討論,使學(xué)生掌握橢圓的幾何性質(zhì),能正確地畫出橢
圓的圖形,并能根據(jù)幾何性質(zhì)解決一些簡單的問題,從而培養(yǎng)我們的分析、歸納、推理等能
力。
過程與方法:掌握利用方程研究曲線性質(zhì)的基本方法,進(jìn)一步體會數(shù)形結(jié)合的思想。
情感、態(tài)度與價值觀:通過本小節(jié)的學(xué)習(xí),進(jìn)一步體會方程與曲線的對應(yīng)關(guān)系,感受圓
錐曲線在刻畫現(xiàn)實(shí)世界和解決實(shí)際問題中的作用。
二、教學(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn)
重點(diǎn):橢圓的幾何性質(zhì)及初步運(yùn)用.
難點(diǎn):橢圓離心率的概念的理解.
三、教學(xué)過程
(一)復(fù)習(xí)提問
1.柳圓的定義是什么?
2.橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程是什么?
(二)幾何性質(zhì)
根據(jù)曲線的方程研究曲線的幾何性質(zhì),并正確地畫出它的圖形,是解析幾何的基本問題
之一。
1、范圍
引導(dǎo)學(xué)生從標(biāo)準(zhǔn)方程營=1得出不等式,<1.5〈1.
即|x|Wa,|y|〈b,這說明橢圓在直線x=±a和直線y=±b所圍成的矩形里,注意結(jié)合
圖形講解,并指出描點(diǎn)畫圖時,就不能取范圍以外的點(diǎn).
2.對稱性
先請大家閱讀課本橢圓的幾何性質(zhì)2.
設(shè)問:為什么“把X換成-X,或把y換成-y?,或把X、y同時換成-X、-y時,方程都
不變,所以圖形關(guān)于y軸、x軸或原點(diǎn)對稱的”呢?
事實(shí)上,在曲線的方程里,如果把x換成-x而方程不變,那么當(dāng)點(diǎn)P(x,y)在曲線上時,
點(diǎn)P關(guān)于y軸的對稱點(diǎn)Q(-x,y)也在曲線上,所以曲線關(guān)于y軸對稱.類似可以證明其他
兩個命題.
同時向?qū)W生指出:如果曲線具有關(guān)于y軸對稱、關(guān)于x軸對稱和關(guān)于原點(diǎn)對稱中的任意
兩種,那么它一定具有另一種對稱.如:如果曲線關(guān)于x軸和原點(diǎn)對稱,那么它一定關(guān)于y
軸對稱.
事實(shí)上,設(shè)P(x,y)在曲線上,因?yàn)榍€關(guān)于x軸對稱,所以點(diǎn)R(x,-y)必在曲線上.又
因?yàn)榍€關(guān)于原點(diǎn)對稱,所以R關(guān)于原點(diǎn)對稱點(diǎn)P2(-x,y)必在曲線上.因P(x,y)、R(-x,
y)都在曲線上,所以曲線關(guān)于y軸對稱.
最后指出:x軸、y軸是橢圓的對稱軸,原點(diǎn)是橢圓的對稱中心即橢圓中心.
3.頂點(diǎn)
引導(dǎo)學(xué)生從橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程,+,=】分析它與盜、在色的交點(diǎn).
只須令x=0,得y=±b,點(diǎn)Bi(O,-b)>B2(0,b)是橢圓和y軸的兩個交點(diǎn);令y=0,得
x=±a,點(diǎn)A(-a,0)、Az(a,0)是橢圓和x軸的兩個交點(diǎn).強(qiáng)調(diào)指出:橢圓有四個頂點(diǎn)A1-a,
0)、Az(a,0)、B>(0,-b)、B2(0,b).
教師還需指出:
(1)線段A也、線段BA分別叫橢圓的長軸和短軸,它們的長分別等于2a和2b;
(2)a、b的幾何意義:a是長半軸的長,b是短半軸的長;
這時,教師可以小結(jié)以下:由橢圓的范圍、對稱性和頂點(diǎn),再進(jìn)行描點(diǎn)畫圖,只須描出
較少的點(diǎn),就可以得到較正確的圖形.
4.離心率
教師直接給出橢圓的離心率的定義:
隔圓的焦距與長軸的比。=±.
a
等到介紹橢圓的第二定義時,再講清離心率e的幾何意義.
先分析橢圓的離心率e的取值范圍:
Va>c>0,0<e<l.
再結(jié)合圖形分析離心率的大小對橢圓形狀的影響:
(1)當(dāng)魔近1時,c越接近a,從而6=戶石越小,因此橢圓越扁,
(2)當(dāng)e接近0時,c越接近0,從而b越接近a,因此橢圓接近圓;
(3)當(dāng)e=0時,c=0,a=b兩焦點(diǎn)重合,橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程成為/+y2=a2,圖形就是圓了.
(三)應(yīng)用
為了加深對橢圓的幾何性質(zhì)的認(rèn)識,掌握用描點(diǎn)法畫圖的基本方法,給出如下例1.
例1、求橢圓16x2+25y=400的長軸和短軸的長、離心率、焦點(diǎn)和頂點(diǎn)的坐標(biāo),并用描
點(diǎn)法畫出它的圖形.
本例前一部分請一個同學(xué)板演,教師予以訂正,估計不難完成.后一部分由教師講解,
以引起學(xué)生重視,步驟是:
鬟2口?41--------r41--------
(1)列表.將會+77=I變形為y=17V25-X3,根據(jù)y=+-725-Xr3
251655
在笫一痢限K5蜿圍內(nèi)算出幾個點(diǎn)的坐標(biāo)(x,y).
*012...3m4S
y439373.22.40
(2)描點(diǎn)作圖.先描點(diǎn)畫出橢圓在第一象限內(nèi)的圖形,再利用橢圓的對稱性就可以畫出
整個橢圓(圖2-19).要強(qiáng)調(diào):利用對稱性可以使計算量大大減少.
例2點(diǎn)M(x,y)與定點(diǎn)F(c,0)的走離和它到定直線Lx=匚的
C
電高的比是常數(shù)々a>c>0),求點(diǎn)M的軌跡.
a
本例實(shí)質(zhì)上是橢圓的第二定義,是為以后講解拋物線和圓錐曲線的統(tǒng)一定義做準(zhǔn)備的,
同時再一次使學(xué)生熟悉求曲線方程的一般步驟,因此,要詳細(xì)講解:
設(shè)d是點(diǎn)M到直線1的距離,根據(jù)題意,所求軌跡就是
IMF|二d,—
a
將上式化簡,得:(a2-c2)x2+a2y2=a2(a2-c2).
設(shè)就可化成:4+4=1.
這是橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程,所以點(diǎn)M的軌跡是橢圓.
由此例不難歸納出橢圓的第二定義.
(四)橢圓的第二定義
1.定義
平面內(nèi)點(diǎn)M與一個定點(diǎn)的距離和它到一定直線的距離的比是常數(shù)
e=£(0<e<l)時,這個點(diǎn)M的軌跡是橢圓.定點(diǎn)是慚圓的焦點(diǎn),定宜
a
線叫做橢圓的準(zhǔn)線,常數(shù)e是橢圓的離心率.
2.說明
⑴對于飾圓$+g=l,相應(yīng)于焦點(diǎn)F(c,0)的港線方程是x=;.
根據(jù)橢圓的對稱性,相應(yīng)于焦京F'(c0)的準(zhǔn)線方程是x=.《.
C
⑵對于慚圓4+4=1,相應(yīng)于焦點(diǎn)F(0,。的準(zhǔn)線方程是y=/,
abc
相應(yīng)于焦點(diǎn)Fy(0.-c)的準(zhǔn)勘■程是y=--.
c
這時還要講清e的幾何意義是:橢圓上一點(diǎn)到焦點(diǎn)的距離和它到準(zhǔn)線的距離的比.
(五)課時小結(jié)
解法研究圖形的性質(zhì)是通過對方程的討論進(jìn)行的,同一曲線由于坐標(biāo)系選取不同,方程
的形式也不同,但是最后得出的性質(zhì)是一樣的,即與坐標(biāo)系的選取無關(guān).前面我們著重分析
了第一個標(biāo)準(zhǔn)方程的橢圓的性質(zhì),類似可以理解第二個標(biāo)準(zhǔn)方程的橢圓的性質(zhì).布置學(xué)生最
后小結(jié)下列表格:
2223
xy
標(biāo)1#方程-y+b>0)
ab
圖象
范國
對稱性
頂點(diǎn)
長軸
mt
鬃點(diǎn)
(五)布置作業(yè)
1.求下列橢圓的長軸和短軸的長、焦距、離心率、各個頂點(diǎn)和焦點(diǎn)坐標(biāo)、準(zhǔn)線方程:
(l)25x2+4y-100=0,
(2)x2+4y2-l=0.
2.我國發(fā)射的科學(xué)實(shí)驗(yàn)人造地球衛(wèi)星的運(yùn)行軌道是以地球的中心為一個焦點(diǎn)的橢圓,
近地點(diǎn)距地面266Km,遠(yuǎn)地點(diǎn)距地面1826Km,求這顆衛(wèi)星的軌道方程.
3.點(diǎn)P與一定點(diǎn)F(2,0)的距離和它到一定直線x=8的距離的比是1:2,求點(diǎn)P的軌
跡方程,并說明軌跡是什么圖形.
四、課后反思:
2.3.1雙曲線及其標(biāo)準(zhǔn)方程(新授課)
一、教學(xué)目標(biāo)
知識與技能:使學(xué)生理解并掌握雙曲線的定義,掌握雙曲線的標(biāo)準(zhǔn)方程的推導(dǎo)及標(biāo)準(zhǔn)方
程。
過程與方法:了解雙曲線的實(shí)際背景,經(jīng)歷從具體情境中抽象出雙曲線模型的過程,感
受雙曲線定義在解決實(shí)際問題中的作用。
情感、態(tài)度與價值觀:通過對雙曲線的定義及標(biāo)準(zhǔn)方程的學(xué)習(xí),滲透數(shù)形結(jié)合的思想,
啟發(fā)我們在研究問題時,抓住問題的本質(zhì)。
二、教學(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn)
重點(diǎn):雙曲線的定義和雙曲線的標(biāo)準(zhǔn)方程.
難點(diǎn):雙曲線的標(biāo)準(zhǔn)方程的推導(dǎo).
三、教學(xué)過程
(一)復(fù)習(xí)提問
1.橢圓的定義是什么?
平面內(nèi)與兩定點(diǎn)B、F2的距離的和等于常數(shù)(大于IFF?。的點(diǎn)的軌跡叫做橢圓.教師要
強(qiáng)調(diào)條件:(1)平面內(nèi);(2)到兩定點(diǎn)b、握的距離的和等于常數(shù);(3)常數(shù)2a
2.橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程?
焦點(diǎn)在謝上的橢圓標(biāo)準(zhǔn)方程為%+9=Ka>b>0);焦點(diǎn)在在由
上的橢圓標(biāo)準(zhǔn)方程為\+9=Ka>b>0).
(二)雙曲線的概念
把橢圓定義中的“距離的和”改為“距離的差”,那么點(diǎn)的軌跡會怎樣?它的方程是怎
樣的呢?
1.簡單實(shí)驗(yàn)(邊演示、邊說明)
如圖2-23,定點(diǎn)用、J是兩個按釘,MN是一個細(xì)套管,兩條細(xì)繩分別拴在按釘上且穿
過套管,點(diǎn)M移動時,iMFj-lMFzl是常數(shù),這樣就畫出曲線的一支;由IMF2HMFJ是同一常
數(shù),可以畫出另一支.
M
圖2-23
注意:常數(shù)要小于|FR|,否則作不出圖形.這樣作出的曲線就叫做雙曲線.
2.設(shè)問
問題1:定點(diǎn)宿、Fz與動點(diǎn)M不在平面上,能否得到雙曲線?
請學(xué)生回答,不能.強(qiáng)調(diào)“在平面內(nèi)”.
問題2:|MFj與|MFz|哪個大?
請學(xué)生回答,不定:當(dāng)M在雙曲線右支上時,|MF->|MFz|;當(dāng)點(diǎn)M在雙曲線左支上時,
|MFI|<|MF2|.
問題3:點(diǎn)M與定點(diǎn)F”F2距離的差是否就是|MF」-|MFz|?
請學(xué)生回答,不一定,也可以是IMF2HMFJ.正確表示為
問題4:這個常數(shù)是否會大于等于IFRI?
請學(xué)生回答,應(yīng)小于|FE|且大于零.當(dāng)常數(shù)=|FFz|時,軌跡是以宿、F?為端點(diǎn)的兩條
射線;當(dāng)常數(shù)>四&|時,無軌跡.
3.定義
在上述基礎(chǔ)上,引導(dǎo)學(xué)生概括雙曲線的定義:
平面內(nèi)與兩定點(diǎn)宿、國的距離的差的絕對值是常數(shù)(小于尸底|)的點(diǎn)的軌跡叫做雙曲
線.這兩個定點(diǎn)R、也叫做雙曲線的焦點(diǎn),兩個焦點(diǎn)之間的距離叫做焦距.
教師指出:雙曲線的定義可以與橢圓相對照來記憶,不要死記.
(三)雙曲線的標(biāo)準(zhǔn)方程
現(xiàn)在來研究雙曲線的方程.我們可以類似求橢圓的方程的方法來求雙曲線的方程.這時
設(shè)問:求橢圓的方程的一般步驟方法是什么?不要求學(xué)生回答,主要引起學(xué)生思考,隨即引
導(dǎo)學(xué)生給出雙曲線的方程的推導(dǎo).
標(biāo)準(zhǔn)方程的推導(dǎo):
(1)建系設(shè)點(diǎn)
取過焦點(diǎn)R、F2的直線為x軸,線段FE的垂直平分線為y軸(如圖2-24)
建立直角坐標(biāo)系.
設(shè)M(x,y)為雙曲線上任意一點(diǎn),雙曲線的焦距是2c(c>0),那么宿、出的坐標(biāo)分別是
(-c,0)、(c,0).又設(shè)點(diǎn)M與&、Fz的距離的差的絕對值等于常數(shù).
(2)點(diǎn)的集合
由定義可知,雙曲線就是集合:
P={M||MFI|-|MF2||=2a}-{M|MF,|-|MF2H±2a}.
(3)代數(shù)方程
|MF||=J(x+c)'+y',|MFj|=J(x-c?+7,
.**J(x+c)2+y2.J(x-c)3+yJ=±2a.
(4)化簡方程(由學(xué)生演板)
將這個方程移項(xiàng),兩邊平方得:
(x+c)J+ya=4a3±4aJ(x-靖+y'+(x-c)a+y1.
化簡整理得:
(c2-a2)x2-a2y2=a2(c2-a2).
(以上推導(dǎo)完全可以仿照橢圓方程的推導(dǎo).)
由雙曲線定義,2c>2a即c>a,所以c'-a?>。.
設(shè)c'-aWAb>。),代入上式得:
b2x2-a2y2=a2b2.
即7V=k
這就是雙曲線的標(biāo)準(zhǔn)方程.
兩種標(biāo)準(zhǔn)方程的比較(引導(dǎo)學(xué)生歸納):
(】),?-*=】(a〉0,b>0)表示焦點(diǎn)在x軸上的雙曲線,焦點(diǎn)是
0)、Fa(c,0),這里c2=a?+b\
(2)^--^-=l(a>0.b〉Q)表示焦點(diǎn)在施上的雙曲線,焦點(diǎn)是F1(0,
-c),Fa(0,c),這里<?=『+"(只須將(1)方程的x、y互換即可得到).
說明:
(1)雙曲線標(biāo)準(zhǔn)方程中,a>0,b>0,但a不一定大于b;
(2)如果一項(xiàng)的系數(shù)是正的,那么焦點(diǎn)在x軸上;如果一項(xiàng)的系數(shù)是正的,那么焦點(diǎn)在
y軸上.注意有別于橢圓通過比較分母的大小來判定焦點(diǎn)在哪一坐標(biāo)軸上.
(3)雙曲線標(biāo)準(zhǔn)方程中a、b、c的關(guān)系是c2=a、b2,不同于橢圓方程中cJaZ-b?.
(四)例題講解:
1.求滿足下列的雙曲線的標(biāo)準(zhǔn)方程:焦點(diǎn)件(-3,0)、F2(3,0),且2a=4;
2.證明:橢圓忘+?=1與雙曲線Y-15y2=15的焦點(diǎn)相同.
3.已知兩點(diǎn)F.(-5,0)、Ez⑸0),求與它們的距離的差的絕對值是6的點(diǎn)的軌跡方程.如
果把這里的數(shù)字6改為12,其他條件不變,會出現(xiàn)什么情況?
解:由定義,所求點(diǎn)的軌跡是雙曲線,因?yàn)閏=5,a=3,所以b2=c-a2=52-32=42.
因此所求方程是奈3■,即,一分】.
因?yàn)?a=12,2c=10,且2a>2c.
所以動點(diǎn)無軌跡.
(五)課時小結(jié)
1.定義:平面內(nèi)與兩定點(diǎn)如、尺的距離的差的絕對值等于常數(shù)(小于|FR|)的點(diǎn)的軌跡.
2.標(biāo)茂方程:F-%=l(a>0‘b>Q).-j"-必=1(a>0,b>0).
4.焦點(diǎn):FGc,0)、F2(C,0);F,(0,-c)、F2(0,c).
5.a、b、c的關(guān)系:c2=a2+b2
五、布置作業(yè)
1.根據(jù)下列條件,求雙曲線的標(biāo)準(zhǔn)方程:
⑴焦點(diǎn)的坐標(biāo)是(-6,0)、(6,0),并且經(jīng)過點(diǎn)A(-5,2);
(2?甜點(diǎn)P(-3.277)^00(-6^.-7),焦點(diǎn)在州上.
2.己知;7>+二=1表示雙曲線,求k的取值范圍.
1+k1-k
3.已知圓錐曲線的方程為mx'nyJm+MmVOVm+n),求其焦點(diǎn)坐標(biāo).
四、課后反思:
2.3.2雙曲線的幾何性質(zhì)(新授課)
一、教學(xué)目標(biāo)
知識與技能:理解并掌握雙曲線的幾何性質(zhì),并能從雙曲線的標(biāo)準(zhǔn)方程出發(fā),推導(dǎo)出這
些性質(zhì),并能根據(jù)這些幾何性質(zhì)解決一些簡單問題,從而培養(yǎng)我們的分析、歸納和推理等能
力。
過程與方法:在與橢圓的性質(zhì)的類比中獲得雙曲線的性質(zhì),進(jìn)一步體會數(shù)形結(jié)合的思想,
掌握利用方程研究曲線性質(zhì)的基本方法。
情感、態(tài)度與價值觀:通過本小節(jié)的學(xué)習(xí),加深對直角坐標(biāo)系中曲線與方程的關(guān)系概念
的理解,這樣才能解決雙曲線中的弦、最值等問題.
二、教學(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn)
重點(diǎn):雙曲線的幾何性質(zhì)及初步運(yùn)用.
難點(diǎn):雙曲線的漸近線方程的導(dǎo)出和論證.
三、教學(xué)過程
(一)復(fù)習(xí)提問引入新課
1.橢圓有哪些幾何性質(zhì),是如何探討的?
2.雙曲線的兩種標(biāo)準(zhǔn)方程是什么?
下面我們類比橢圓的幾何性質(zhì)來研究它的幾何性質(zhì).
(二)類比聯(lián)想得出性質(zhì)(性質(zhì)1?3)
引導(dǎo)學(xué)生完成下列關(guān)于橢圓與雙曲線性質(zhì)的表格(讓學(xué)生回答,教師引導(dǎo)、啟發(fā)、訂正
并板書).
(三)問題之中導(dǎo)出漸近線(性質(zhì)4)
在學(xué)習(xí)橢圓時,以原點(diǎn)為中心,2a、2b為鄰邊的矩形,對于估計
橢圓的形狀,畫出橢圓的簡圖都有很大作用.微問對雙曲線]/=1.
仍以原點(diǎn)為中心,2a、2b為鄰邊作一矩形(板書圖形),那么雙曲線和這個矩形有什么
關(guān)系?這個矩形對于估計和畫出雙曲線簡圖(圖2-26)有什么指導(dǎo)意義?這些問題不要求學(xué)
生回答,只引起學(xué)生類比聯(lián)想.
接著再提出問題:當(dāng)a、b為已知時,這個矩形的兩條對角線的方程是什么?
請一同學(xué)回答,應(yīng)為y=±±x,并畫出兩條對角線,進(jìn)一步引導(dǎo)學(xué)
a
生從圖現(xiàn)察得出結(jié)論:雙曲線J1=1的各支向外延伸時,與這兩條漸
下面,我們來證明它:
Z間
22
^-+^-?l(a>b>0)xy
方程一?一?1(<>0<b>0)
a.2b
?>b、c關(guān)系c3b%>b>0)c1-收七>0?b>0)
y
的形
-?kn0h/*4
范圍M<a>|y|<bM>a?yeR
對腳軸:x箱.ytt對於軸:xtt).y軸
對稱性
對IS;中心:原點(diǎn)對歌中心:原點(diǎn)
(9?0)?(?,0)(■<?0).(a.0)
(0>4))>(0>b)實(shí)輪為2a
J5L4
長軸力X唐物力2b
是軸力2b
雙曲線在第一象限的部分可寫成:
y=-Jx」(x>a)
設(shè)M(x,y)是它上面的點(diǎn).N(x,7)是直線y=±x上與M有相同
a
的橫坐標(biāo)的點(diǎn),則彳=±x,
a
?.|MN|=y-y--(x-Jx'-a’)"->
aa
(xyx3a2)(x?vx3-a3)
x*-a3
ab
X+..2
設(shè)|MQ|是點(diǎn)M到宜線y=±x的距離.則有
a
當(dāng)X逐漸增大時,|MN|逐漸減小,X無限增大,|MN|接近于零,|MQ|也接近于零,就是
說,雙曲線在第一象限的部分從射線ON的下方逐漸接近于射線ON.
在其他象限內(nèi)也可以證明類似的情況.
我們把兩條直線7=±Rx叫做雙曲線的漸近線.
a
現(xiàn)在來看看實(shí)軸在y軸上的雙曲線的漸近線方程是怎樣的?由于焦點(diǎn)在y軸上的雙曲線
方程是由焦點(diǎn)在x軸上的雙曲線方程,將x、y字母對調(diào)所得到,自然前者漸近線方程也可
由后者漸近線方程將x、y字母對調(diào)
22
定義?直線y=±Px叫做雙曲線的漸近線;直線y=±Px
aaba
叫颯螞=1的漸近線.
這樣,我們就完滿地解決了畫雙曲線遠(yuǎn)處趨向問題,從而可比較精
確地畫出雙曲線.例如:畫雙曲線先作漸近線y=士?x.
23103
再描幾個點(diǎn),就可以隨后畫出比較精確的雙曲線.
(四)離心率(性質(zhì)5)
由于正確認(rèn)識了漸近線的概念,對于離心率的直觀意義也就容易掌握了,為此,介紹一
下雙曲線的離心率以及它對雙曲線的形狀的影響:
1.雙曲線的焦距與實(shí)軸的比e=£叫做雙曲線的離心率,且e>l.
a
2,由于:==5=所以港大,:也越大,即
漸近線y=±±X的斜率絕時值越大.這時雙曲線的形狀就從扁狹逐漸
a
變得開闊,從而得出:雙曲線的離心率越大,它的開口就越開闊.
這時,教師指出:焦點(diǎn)在y軸上的雙曲線的幾何性質(zhì)可以類似得出,雙曲線的幾何性質(zhì)
與坐標(biāo)系的選擇無關(guān),即不隨坐標(biāo)系的改變而改變.
(五)典型例題剖析:
1.求雙曲線9y2-16x2=144的實(shí)半軸長和虛半軸長、焦點(diǎn)坐標(biāo)、離心率、漸近線方程.
解:把方程化為標(biāo)準(zhǔn)方程%-f=1.
由此可知,實(shí)半軸長a=4,虛半軸長b=3.
3
c=5/a2+b=+3'=5.
焦點(diǎn)坐標(biāo)是(O,-5),(0,5).
離心率為e=工-7.
a4
漸近線方程為x=士(y,即尸士gx.
a3
2.點(diǎn)M(x,y)到定點(diǎn)F(c,0)的足離和它到定直線hx=一的
c
距離的比是常數(shù)(3(c>a>0),求點(diǎn)M的軌跡(圖2-27).
a
本題實(shí)質(zhì)上是雙曲線的第二定義,要重點(diǎn)講解并加以歸納小結(jié).
解:設(shè)d是點(diǎn)M到直線1的距離,根據(jù)題意,所求軌跡就是集合:
aa
由此得正?。丁,
|x-g|a
c
化簡得:(c2-a2)x2-a2y2=a2(c2-a2).
設(shè)c7=b\就可化為H=1.
這就是雙曲線的標(biāo)準(zhǔn)方程.
由此例不難歸納出雙曲線的第二定義.
(六)雙曲線的第二定義
1.定義(由學(xué)生歸納給出)
平面內(nèi)點(diǎn)M與一定點(diǎn)的距離和它到一條直線的距離的比是常數(shù)e=
[e>l)時.這個點(diǎn)M的軌跡是雙曲線.定點(diǎn)是雙曲線的焦點(diǎn),定直線
a
叫做雙曲線的準(zhǔn)線,常數(shù)e是雙曲線的離心率.
2.說明
(1)對于雙曲線1?《=1,相應(yīng)于焦點(diǎn)F(c,0)的準(zhǔn)線方程也=寸.
abc
根據(jù)雙曲線的對株性,相應(yīng)于焦點(diǎn)0)的準(zhǔn)線方程是x=.《.
C
(2)對于雙曲線4-專=1,相應(yīng)于焦點(diǎn)F(0,c)的準(zhǔn)線方程是y=/,
abc
相應(yīng)于焦點(diǎn)F'@⑷的準(zhǔn)線方程是y=?W.
C
(七)課時小結(jié):
將雙曲線的兒何性質(zhì)按兩種標(biāo)準(zhǔn)方程形式列表小結(jié).
(A)布置作業(yè)
1.已知雙曲線方程如下,求它們的兩個焦點(diǎn)、離心率e和漸近線方程.
(1)16x-9y2=144;
(2)16x-9y=-144.
2.求雙曲線的標(biāo)準(zhǔn)方程:
(1)實(shí)軸的長是10,虛軸長是8,焦點(diǎn)在x軸上;
(2)焦距是10,虛軸長是8,焦點(diǎn)在y軸上;
(3)離心率e=應(yīng),?甜點(diǎn)M(53).
(4)兩條漸近線的方程是y=±2(x,經(jīng)過點(diǎn)M;9,?1).
3.求以橢圓的焦點(diǎn)為頂點(diǎn),而以就圓的頂點(diǎn)為焦點(diǎn)的雙
O3
曲線的方程.
4.己知雙曲線?-<=1上的P點(diǎn)到左焦點(diǎn)的距離等于3,我
點(diǎn)到兩準(zhǔn)線及右焦點(diǎn)的距離.
四、課后反思:
2.4.1拋物線及其標(biāo)準(zhǔn)方程(新授課)
一、教學(xué)目標(biāo)
知識與技能:使學(xué)生掌握拋物線的定義,理解焦點(diǎn)、準(zhǔn)線方程的幾何意義,能夠根據(jù)已
知條件寫出拋物線的標(biāo)準(zhǔn)方程。
過程與方法:掌握開口向右的拋物線的標(biāo)準(zhǔn)方程的推導(dǎo)過程,進(jìn)一步理解求曲線的方法
一坐標(biāo)法;通過本節(jié)課的學(xué)習(xí),學(xué)生在解決問題時應(yīng)具有觀察、類比、分析和計算的能力。
情感、態(tài)度與價值觀:通過一個簡單實(shí)驗(yàn)引入拋物線的定義,可以對學(xué)生進(jìn)行理論來源
于實(shí)踐的辯證唯物主義思想教育.
二、教學(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn)
重點(diǎn):拋物線的定義和標(biāo)準(zhǔn)方程.
難點(diǎn):拋物線的標(biāo)準(zhǔn)方程的推導(dǎo).
三、教學(xué)過程
(一)導(dǎo)出課題
我們已學(xué)習(xí)了圓、橢圓、雙曲線三種圓錐曲線.今天我們將學(xué)習(xí)第四種圓錐曲線一一拋
物線,以及它的定義和標(biāo)準(zhǔn)方程.課題是“拋物線及其標(biāo)準(zhǔn)方程”.
請大家思考兩個問題:
問題1:同學(xué)們對拋物線已有了哪些認(rèn)識?
在物理中,拋物線被認(rèn)為是拋射物體的運(yùn)行軌道;在數(shù)學(xué)中,拋物線是二次函數(shù)的圖象?
問題2:在二次函數(shù)中研究的拋物線有什么特征?
在二次函數(shù)中研究的拋物線,它的對稱軸是平行于y軸、開口向上或開口向下兩種情形.
引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)一步思考:如果拋物線的對稱軸不平行于y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)研究中這個限制,從更一般意義上來研究拋物線.
(二)拋物線的定義
1.回顧
平面內(nèi)與一個定點(diǎn)F的距離和一條定直線1的距離的比是常數(shù)e的軌跡,當(dāng)OVeVl
時是橢圓,當(dāng)e>l時是雙曲線,那么當(dāng)e=l時,它又是什么曲線?
2.簡單實(shí)驗(yàn)
如圖2-29,把一根直尺固定在畫圖板內(nèi)直線1的位置上,一塊三角板的一條直角邊緊
靠直尺的邊緣;把一條繩子的一端固定于三角板另一條直角邊上的點(diǎn)A,截取繩子的長等于
A到直線1的距離AC,并且把繩子另一端固定在圖板上的一點(diǎn)F;用一支鉛筆扣著繩子,緊
靠著三角板的這條直角邊把繩子繃緊,然后使三角板緊靠著直尺左右滑動,這樣鉛筆就描出
一條曲線,這條曲線叫做拋物線.反復(fù)演示后,請同學(xué)們來歸納拋物線的定義,教師總結(jié).
3.定義
這樣,可以把拋物線的定義概括成:
平面內(nèi)與一定點(diǎn)F和一條定直線1的距離相等的點(diǎn)的軌跡叫做拋物線(定點(diǎn)F不在定直
線1上).定點(diǎn)F叫做拋物線的焦點(diǎn),定直線1叫做拋物線的準(zhǔn)線.
(三)拋物線的標(biāo)準(zhǔn)方程
設(shè)定點(diǎn)F到定直線1的距離為p(p為已知數(shù)且大于0).下面,我們來求拋物線的方程.怎
樣選擇直角坐標(biāo)系,才能使所得的方程取較簡單的形式呢?
讓學(xué)生議論一下,教師巡視,啟發(fā)輔導(dǎo),最后簡單小結(jié)建立直角坐標(biāo)系的幾種方案:
方案1:(由第一組同學(xué)完成,請一學(xué)生板練.)
以1為y軸,過點(diǎn)F與直線1垂直的直線為x軸建立直角坐標(biāo)系(圖2-
30).設(shè)定點(diǎn)F(p,0),動點(diǎn)M的坐標(biāo)為(x,y),過M作MD_Ly軸于D,拋物線的集合為:
p={M||MF|=|MD|}.
由坐標(biāo)表示得]J(x-p)2+y?-|x|.
化簡后得:yJ2px-p2(p>0).
方案2:(由第二組同學(xué)完成,請一學(xué)生板練)
以定點(diǎn)F為原點(diǎn),平行1的直線為y軸建立直角坐標(biāo)系(圖2-31).設(shè)動點(diǎn)M的坐標(biāo)為
(x,y),且設(shè)直線1的方程為x=-p,定點(diǎn)F(0,0),過M作MDL1于D,拋物線的集合為:
p={M|iMFhlMDj}.
由坐標(biāo)表示得:Jx*+義=|x+P|.
化簡得:y2=2px+p:'(p>0).
方案3:(由第三、四組同學(xué)完成,請一學(xué)生板練.)
圖2-31
取過焦點(diǎn)F且垂直于準(zhǔn)線1的直線為x軸,x軸與1交于K,以線段KF的垂直平分線為
y軸,建立直角坐標(biāo)系(圖2-32).
設(shè)|KF|=p,則焦點(diǎn)F的坐標(biāo)為串0),準(zhǔn)線1的方程為x=g,設(shè)
拋物線上的點(diǎn)M(x,y)到1的距離為d,拋物線是集合p={W|MF|=d}.
???/_今_2Tx+各.
化簡后得:yJ2px(p>0).
比較所得的各個方程,應(yīng)該選擇哪些方程作為拋物線的標(biāo)準(zhǔn)方程呢?
引導(dǎo)學(xué)生分析出:方案3中得出的方程作為拋物線的標(biāo)準(zhǔn)方程.這是因?yàn)檫@個方程不僅
具有較簡的形式,而方程中的系數(shù)有明確的幾何意義:一次項(xiàng)系數(shù)是焦點(diǎn)到準(zhǔn)線距離的2
倍.
由于焦點(diǎn)和準(zhǔn)線在坐標(biāo)系下的不同分布情況,拋物線的標(biāo)準(zhǔn)方程有四種情形(列表如
下):
焦點(diǎn)圖密
y
4
產(chǎn)2p#p>0)嗚aT
六一2p?p>0)R-扣)7
Jy
VJ
R嶗yx一豈
>0)y20x
-------1
?1
1-----0-
,*.2py(p>0)KG-爭y.P
y2/、一
將上表畫在小黑板上,講解時出示小黑板,并講清為什么會出現(xiàn)四種不同的情形,四種
情形中P>0;并指出圖形的位置特征和方程的形式應(yīng)結(jié)合起來記憶.即:當(dāng)對稱軸為X軸
時,方程等號右端為±2px,相應(yīng)地左端為y2;當(dāng)對稱軸為y軸時,方程等號的右端為±2py,
相應(yīng)地左端為一.同時注意:當(dāng)焦點(diǎn)在正半軸上時,取正號;當(dāng)焦點(diǎn)在負(fù)半軸上時,取負(fù)號.
(四)四種標(biāo)準(zhǔn)方程的應(yīng)用
例題:(1)已知拋物線的標(biāo)準(zhǔn)方程是y?=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.
解,⑴因?yàn)閜=3,所以焦點(diǎn)坐標(biāo)是碎,0).準(zhǔn)線方程是x=-g.
⑵因?yàn)榻裹c(diǎn)在,由的負(fù)半軸上,并且合=2,p=4,所以它的標(biāo)準(zhǔn)
方程是x-8y.
練習(xí):根據(jù)下列所給條件,寫出拋物線的標(biāo)準(zhǔn)方程:
⑴焦點(diǎn)是F(3,0);
(2)準(zhǔn)線方程是x=?g1
4
(3)焦點(diǎn)到準(zhǔn)線的距離是2.
由三名學(xué)生板練,教師予以糾正.
這時,教師小結(jié)一下:由于拋物線的標(biāo)準(zhǔn)方程有四種形式,且每一種形式中都只含一個
系數(shù)P,因此只要給出確定P的一個條件,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)方程就唯一確定了;若拋物線的焦點(diǎn)坐標(biāo)或準(zhǔn)線方程沒
有給定,則所求的標(biāo)準(zhǔn)方程就會有多解.
(五)課時小結(jié)
本節(jié)課主要介紹了拋物線的定義,推導(dǎo)出拋物線的四種標(biāo)準(zhǔn)方程形式,并加以運(yùn)用.
(六)布置作業(yè)
1.拋物線/=2px(p〉0)上一點(diǎn)M到焦點(diǎn)的距離是a(a〉鄉(xiāng),點(diǎn)M
到準(zhǔn)線的距
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