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1、
2.1.2 橢圓的簡單幾何性質(zhì)
◆ 知識與技能目標
了解用方程的方法研究圖形的對稱性;理解橢圓的范圍、對稱性及對稱軸,對稱中心、
離心率、頂點的概念;掌握橢圓的標準方程、 會用橢圓的定義解決實際問題;通過例題了解
橢圓的第二定義,準線及焦半徑的概念,利用信息技術(shù)初步了解橢圓的第二定義 .
◆ 過程與方法目標
( 1)復習與引入過程
引導學生復習由函數(shù)的解析式研究函數(shù)的性質(zhì)或其圖像的特點,在本節(jié)中不僅要注意
通過對橢圓的標準方程的討論, 研究橢圓的幾何性質(zhì)的理解和應用, 而且還注意對這種研究
方法的培養(yǎng). ①由橢圓的標準方
2、程和非負實數(shù)的概念能得到橢圓的范圍; ②由方程的性質(zhì)得
到橢圓的對稱性; ③先定義圓錐曲線頂點的概念, 容易得出橢圓的頂點的坐標及長軸、 短軸
的概念 ;④通過 P48 的思考問題,探究橢圓的扁平程度量橢圓的離心率. 〖板書〗 2.1. 2
橢圓的簡單幾何性質(zhì).
( 2)新課講授過程
( i )通過復習和預習,知道對橢圓的標準方程的討論來研究橢圓的幾何性質(zhì).
提問:研究曲線的幾何特征有什么意義?從哪些方面來研究?
通過對曲線的范圍、對稱性及特殊點的討論,可以從整體上把握曲線的形狀、大小和位置.要從范圍、對稱性、頂點及其他特征性質(zhì)來研究曲線的幾何性質(zhì).
3、
( ii )橢圓的簡單幾何性質(zhì)
①范圍 :由橢圓的標準方程可得,
y2
x
2
0 ,進一步得: a x
a ,同理
b2
1
2
a
可得: b
y b ,即橢圓位于直線
xa 和 y
b 所圍成的矩形框圖里;
②對稱性:由以 x 代 x ,以
y 代 y 和
x 代 x ,且以 y 代 y 這三個方面來研究橢
圓的標準方程發(fā)生變化沒有,從而得到橢圓是以
x 軸和 y 軸為對稱軸,原點為對稱中心;
③頂點:先給出圓錐曲線的頂點的統(tǒng)一定義,即圓錐曲線的對稱軸與
4、圓錐曲線的交點
叫做圓錐曲線的頂點. 因此橢圓有四個頂點, 由于橢圓的對稱軸有長短之分, 較長的對稱軸叫做長軸,較短的叫做短軸;
④離心率:
橢圓的焦距與長軸長的比e
c
0 e
1 ),
叫做橢圓的離心率(
a
當e 1時,c
a,,b 0 ; 當e
0時,c
0,b a .
橢圓圖形越扁
橢圓越接近于圓
( iii
)例題講解與引申
、擴展
例
4 求橢圓 16x2
25 y2
400 的長軸和短軸的長、離心率、焦點和頂點的坐標.
5、
分析 :由橢圓的方程化為標準方程
,容易求出 a, b,c .引導學生用橢圓的長軸、
短軸、離心率、焦點和頂點的定義即可求相關(guān)量.
擴展:已知橢圓 mx2 5y2 5m m 0 的離心率為 e 10 ,求 m 的值.
5
1
解法剖析 :依題意, m 0, m 5 ,但橢圓的焦點位置沒有確定,應分類討論:①當焦
點在 x 軸上,即 0 m
5 時,有 a
5, bm , c5
m
,∴
5 m
2
5
,得
5
m
6、 3 ; ② 當 焦 點 在 y 軸 上 , 即 m
5 時 , 有 a
m, b
5 , c
m 5, ∴
m
5
1 0
2 5
m
m
.
5
3
例 5
如圖,一種電影放映燈的反射鏡面是旋轉(zhuǎn)橢圓面的一部分.
過對對稱的截口 BAC
是橢圓的一部分,燈絲位于橢圓的一個焦點
F1 上,片門位于另一個焦點
F2 上,由橢圓一個
焦點 F1 發(fā)出的光線,經(jīng)過旋轉(zhuǎn)橢圓面反射后集中到另一個焦點
F2 .已知 BC
F1F2 ,
F1 B
2.
7、8cm, F1 F2
4.5cm.建立適當?shù)淖鴺讼担蠼乜?
BAC 所在橢圓的方程.
解法剖析 :建立適當?shù)闹苯亲鴺讼?,設(shè)橢圓的標準方程為
x2
y2
1 ,算出 a, b, c 的
a2
b2
值;此題應注意兩點:①注意建立直角坐標系的兩個原則;②關(guān)于
a, b, c 的近似值,原則上
在沒有注意精確度時,看題中其他量給定的有效數(shù)字來決定.
引申 :如圖所示, “神舟”截人飛船發(fā)射升空,進入預定
軌道開始巡天飛行,其軌道是以地球的中心 F2 為一個焦點的橢
圓, 近地點
A
距地面 200km
8、,遠地點 B 距地面 350km ,已知
地球的半徑
R
6371km .建立適當?shù)闹苯亲鴺讼担蟪鰴E圓
的軌跡方程.
例 6 如圖,設(shè) M x, y 與定點 F 4,0 的距離和它到直線
l : x
25
的距離的比是常數(shù)
4
4 ,求點 M 的軌跡方程.
5
分 析 : 若 設(shè) 點 M x, y
, 則 M F
2
2
25
x 4
y , 到 直 線 l : x
的 距 離
4
d x
25
,則容易得點
9、 M 的軌跡方程.
4
引申 :(用《幾何畫板》 探究)若點 M
x, y 與定點 F
c,0
的 距 離 和 它 到 定 直 線 l
a2
的 距 離 比 是 常 數(shù)
: x
c
2
e
c a c 0 ,則點 M 的軌跡方程是橢圓. 其中定點 F c,0
是焦點,定直線 l :x
a2
a
c
相應于 F 的準 線;由橢圓的對稱性, 另一焦點 F
c,0 ,相應于 F 的準線 l
10、: x
a2
.
c
◆ 情感、態(tài)度與價值觀目標
在合作、互動的教學氛圍中,通過師生之間、學生之間的交流、合作、互動實現(xiàn)共同探
究,教學相長的教學活動情境,
結(jié)合教學內(nèi)容,培養(yǎng)學生科學探索精神、審美觀和科學世界
觀,激勵學生創(chuàng)新. 必須讓學生認同和掌握: 橢圓的簡單幾何性質(zhì),能由橢圓的標準方程能
直接得到橢圓的范圍、對稱性、
頂點和離心率;必須讓學生認同與理解:已知幾何圖形建立
直角坐標系的兩個原則,
①充分利用圖形對稱性,
②注意圖形的特殊性和一般性;
11、
必須讓學
生認同與熟悉: 取近似值的兩個原則:①實際問題可以近似計算,
也可以不近似計算, ②要
求近似計算的一定要按要求進行計算,
并按精確度要求進行, 沒有作說明的按給定的有關(guān)量
的有效數(shù)字處理; 讓學生參與并掌握利用信息技術(shù)探究點的軌跡問題,
培養(yǎng)學生學習數(shù)學的
興趣和掌握利用先進教學輔
助手段的技能.
◆能力目標
( 1) 分析與解決問題的能力 :通過學生的積極參與和積極探究, 培養(yǎng)學生的分析問題和解決問題的能力.
( 2) 思維能力 :會把幾何問題化歸成代數(shù)問題來分析,反過來會把代數(shù)問題轉(zhuǎn)化為幾何問題來思考;培養(yǎng)學生的會從特殊性問題引申到一般性來研究,培養(yǎng)學生的辯證思維能力.
( 3) 實踐能力 :培養(yǎng)學生實際動手能力,綜合利用已有的知識能力.
( 4) 創(chuàng)新意識能力 :培養(yǎng)學生思考問題、并能探究發(fā)現(xiàn)一些問題的能力,探究解決
問 題的一般的思想、方法和 途徑.
練習 :第 52 頁 1、 2、 3、 4、 5、6、 7
作業(yè): 第 53 頁 4、 5
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