一、教學目標
1.了解橢圓的形成過程,理解橢圓的定義;
2.能根據定義求出橢圓的標準方程,使學生掌握求軌跡方程的一般方法;
3.通過課件演示滲透運動變換的思想.
二、重點難點
重點:橢圓的定義和標準方程;
難點:橢圓標準方程的推導過程.
三、教學過程
1.問題情景
問題1:杯口的直觀圖;
問題2:紙筒的壓縮;
問題3:圓的均勻壓縮(幾何畫板演示);
2.學生活動
三組學生利用不同長度的繩子,根據課本中介紹的畫法在黑板上畫出橢圓.
3.建構數學
(1)學生通過自己畫橢圓的經歷,模擬於圓的定義,提煉出橢圓的定義,並總結出橢圓的幾種退化情況.
定義:平面內與兩個定點f1,f2的距離之和等於常數(大於|f1f2|)的點的軌跡.稱f1,f2為橢圓的焦點,|f1f2|為焦距.
退化情況:
① 當定長 = 焦距時,軌跡為線段;
② 當定長 < 焦距時,無軌跡;
③ 當焦距 = 0 時,軌跡為圓.
(2)根據橢圓的定義,推導橢圓的標準方程:
已知:|f1f2| 2c,|mf1| |mf2| 2a,其中a c.
求:點的軌跡方程.
解首先建立直角座標系,使f1,f2落在x軸上,f1f2的中點為座標原點,則f1的座標為(c, 0),f2的座標為(c, 0),令m的座標為(x, y),則由兩點間的蹴公式有
| mf1 | ,
| mf2 | .
代入已知條件,得
2a,移項、平方,得
(x c)2 y2 4a2 4a (x c)2 y2.
整理,得
a2 cx a,
兩邊平方,得
a4 2a2cx c2x2 a2[(x c)2 y2].
整理得(a2 c2)x2 a2y2 a2(a2 c2),
可寫成 1.
由於a c,令a2 c2 b2(a b 0),
則方程變為
1(a b 0
稱(*)式為焦點在x軸上的橢圓標準方程.考慮到這種座標系的選取並不是惟一的,當焦點落在y軸上時,只要交換(*)式中的x,y的位置,即
1(a b 0).
4.運用數學
(1)返回檢驗圓均勻壓縮後的圖形是否滿足橢圓的標準方程(留給學生思考);
(2)例題
已知:橢圓的焦點分別為(4, 0)和(4, 0),橢圓上任一點p到f1,f2的距離之和分別為6,8,10,求橢圓的標準方程.
解 ①,無軌跡;
② 2a 8 2c,軌跡為y 0,(4≤x≤4);
③ 2a 2c,a 5,c 4,b 3,軌跡為橢圓 1.
(3)練習(略).
5.回顧小結(含作業)
(1)橢圓的定義:
平面內、兩個定點、一段定長,限制條件.
(2)橢圓的標準方程(兩種形式).
作業:(1)完整地寫出焦點在y軸上的標準方程的推導過程;
(2)p96 習題8.1:2;3(1)(2).
附:板書設計
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