橢圓的簡單幾何性質教學設計

2022-10-12 17:12:08 字數 3751 閱讀 7122

【教學目標】

1.知識目標:

(1).使學生掌握橢圓的性質,能根據性質正確地作出橢圓草圖;掌握橢圓中

a、b、c的幾何意義及相互關係;

(2) 通過對橢圓標準方程的討論,使學生知道在解析幾何中是怎樣用代數方法研究曲線性質的,逐步領會解析法(座標法)的思想。

(3) 能利用橢圓的性質解決實際問題。

2.能力目標:

培養學生觀察、分析、抽象、概括的邏輯思維能力和運用數形結合思想解決

實際問題的能力。

3.德育目標:

(1)通過對問題的**活動,親歷知識的建構過程,使學生領悟其中所蘊涵

的數學思想和數學方法,體驗探索中的成功和快樂,使學生在探索中喜歡數學、欣賞數學。

(2)通過「神州十號」飛天圓夢,激發學生愛國之情。

(3)培養學生既能獨立思考,又能積極與他人合作交流的意識和勇於探索創新的精神。

【教學重點】橢圓性質的探索過程及性質的運用。

【教學難點】利用曲線方程研究橢圓性質的方法及離心率的概念。

【教學方法】發現**式

【教學組織方式】學生獨立思考、合作交流、師生共同**相結合。

【教學工具】多**課件、實物投影儀。

【教學過程】

一.創設情境

教師:請同學們看大螢幕(課件展示「神舟十號」飛船在變軌前繞地球運

行的模擬圖):

我們知道,飛船繞地執行了十四圈,在變軌前的四圈中,是沿著以地球中

心為乙個焦點的橢圓軌道執行的。如果告訴你飛船飛離地球表面最近和最遠的距

離,即近地點距地面的距離和遠地點距地面的距離,如何確定飛船執行的軌道方

程?要想解決這一實際問題,就有必要對橢圓做深入的研究,這節課我們就一起

探求橢圓的性質。(引出課題)

教師:前面我們學習了橢圓的定義和標準方程,誰能說說橢圓的標準方程(學生回答)。

二.探索研究

1. 範圍

教師:同學們繼續觀察橢圓,如果分別過a1、a2作y軸的平行線,過b1、

b2作x軸的平行線(課件展示),同學們能發現什麼?

學生能答出:橢圓圍在乙個矩形內。

教師補充完整:橢圓位於四條直線x=±a, y=±b所圍成的矩形裡,說明橢圓

是有範圍的。

教師:下面我們想辦法再用方程+=1(a>b>0)來證明這一結論的正確性。啟發學生,用方程討論圖形的範圍就是確定方程中x、y的取值範圍。

從方程的結構特點出發,師生共同分析,給出證明過程。

由+=1,利用兩個實數的平方和為1,結合不等式知識得,

x≤a且y≤b,則有|x|≤a,|y|≤b, 所以-a≤x≤a,-b≤y≤b。

2.對稱性的發現與證明

教師:橢圓的圖形給人們以視覺上的美感(課件展示橢圓),如果我們沿焦

點所在的直線上下對折,沿兩焦點連線的垂直平分線左右對折,大家猜想橢圓可能有什麼性質?(學生動手摺紙,課前教師要求學生把上節學習橢圓定義時畫的橢圓拿來。)

教師:用類似的方法可以證明橢圓關於x軸對稱,關於原點對稱。課件展示對稱性並總結:

方程+=1表示的橢圓,座標軸是其對稱軸,原點是其對稱中心.從而橢圓有兩條互相垂直的對稱軸,有乙個對稱中心(簡稱中心).

投影顯示下圖及問題

問題:圖中的橢圓有對稱軸和中心嗎?

指導學生思考討論後獲取共識:座標系是用來研究曲線的重要工具,而橢圓的對稱性是橢圓本身固有的性質,無論橢圓在座標系的什麼位置,它都有兩條互相垂直的對稱軸,有乙個中心,與座標系的選取無關。(此問題也為後面研究平移變換埋下伏筆)。

3.頂點的發現與確定

教師:我們研究曲線,常常需要根據曲線上特殊點的位置來確定曲線的位置。

教師提問:你認為橢圓上哪幾個點比較特殊?

由學生觀察容易發現,橢圓上存在著四個特殊點,這四個點就是橢圓與座標

軸的交點,同時也是橢圓與它的對稱軸的交點。

教師:能根據方程確定這四個頂點的座標嗎?

由學生自主**,求出四個頂點座標。即令x=0,得 y=±b,因此b1(0,-b),

b2(0,b) ,令y=0,得x=±a,因此a1 (-a,0), a2(a,0)。

結合圖形指出長軸、短軸、長軸長、短軸長、長半軸長、短半軸長,半焦距,點明方程中a、b和c的幾何意義和數量關係。

由學生**得出橢圓的乙個焦點f2到長軸兩端點a1 , a2的距離分別為a+c和a-c。

4.離心率

通過習題作圖學生動手驗證a b c的大小變化對橢圓的影響

矩形越狹長,橢圓越扁;矩形越接近於正方形,橢圓越接近於圓;當矩形變為正方形時,即a=b時,橢圓變為圓。

即當比值越小,橢圓越扁;比值越大,橢圓越接近於圓。

由於===,所以當越大時,越小,橢圓越扁;當越小時,越大,橢圓越接近於圓。把比值e=叫橢圓的離心率,分析出離心率的範圍:0<e<1。

結論:橢圓在- a<x<a,-b<x<b內,離心率e越大,它就越扁;離心率e越接近於0,它就越接近於圓。所以說離心率是描述橢圓圓扁程度的量。

由上面的分析可以看到,比值、的大小都能反映橢圓的圓扁程度,為什麼定義是橢圓的離心率呢?因為a、c這兩個量是橢圓定義中固有的,是決定橢圓形狀最關鍵的要素,隨著今後的學習可以看到還有更重要的幾何意義。

三.鞏固與創新應用

例1求橢圓的長軸長、短軸長、離心率和頂點,並畫出它的草圖。

本題採用講練結合的方式。前一部分由學生口述求解過程,後一部分由教師

介紹畫橢圓草圖的方法(考慮到畫草圖對學生來說比較實用)。

解:由於a=5, b=4 ,c==3

橢圓的長軸長2a=10,短軸長2b=8

離心率e==

因為焦點在x軸上,所以橢圓的四個頂點的座標是

(-5,0)、(5,0)、(0,-4)、(0,4)

教師:根據橢圓的性質,可以快捷地畫出反映橢圓基本形狀和大小的草圖,方法如下:(課件展示)

首先確定橢圓的四個頂點,其次畫出表示範圍的矩形框,然後畫出橢圓在第一象限的部分,最後根據對稱性用平滑的曲線將四個頂點連成乙個橢圓的基本圖形。

教師提醒學生:畫圖時注意橢圓的對稱性和頂點附近的平滑性。

練習:如果把例1中的橢圓方程改為+=1,則長軸長、短軸長、離心率和頂點有什麼變化。

例2.如圖,我國發射的第一顆人造地球衛星的執行軌道,是以地心(地球的中心)f2為乙個焦點的橢圓.已知它的近地點a(離地面最近的點)距地面439km,遠地點b(離地面最遠的點)距地面2384km,並且f2、a、b在同一直線上,地球半徑約為6371km.

求衛星執行的軌道方程(精確到1km).

解:如圖,建立直角座標系,使點a、b、f2在x軸上,f2為橢圓的右焦點(記f1為左焦點).因為橢圓的焦點在x軸上,所以設它的標準方程為

則 a-c=|oa|-|of2|=|f2a|

6371+439=6810,

a+c=|ob|+|of2|=|f2b|

6371+2384=8755.

解得 a=7782.5,c=972.5.

b=√a2-c2=√(a+c)(a-c

8755×6810.

7722.

∴ 衛星的軌道方程是

四.總結提煉

教師:通過這節課學習,你學到了什麼?(教師引導學生從知識和方法兩方面進行歸納總結,培養學生反思自己學習過程的意識)

1.知識總結:本節課我們討論了橢圓的四個簡單性質,掌握這些性質是解決有關問題的基礎。

2.數學思想:本節主要用到數形結合、猜想、模擬的思想方法,平時學習中

注意運用。

3.數學方法:掌握利用曲線方程研究曲線性質的重要方法——解析法(座標法),這種方法不僅適用於橢圓也適用於後續課程中的其它曲線。

五.課外閱讀

課本43頁用《幾何畫板》**點的軌跡:橢圓

板書設計

《橢圓的簡單幾何性質》教學設計

一.教材分析 1.教材的地位和作用 本節課是普通高中課程標準實驗教科書數學選修1 1第二章2.1.2第1課時 橢圓的簡單幾何性質。在此之前,學生已經掌握了橢圓的定義及其標準方程,這只是單純地通過曲線建立方程的 而這節課是結合橢圓圖形發現幾何性質,再利用橢圓的方程 橢圓的幾何性質,是數與形的完美結合,...

橢圓簡單幾何性質教學反思

2012年12月,我在江蘇連雲港新海高中上了一節 橢圓的幾何性質 公開課。這節課 從準備,到與組內老師 交流,並修改 上課,直至最後聆聽各位老師和專家的 指導,都讓我受益非淺。本節課是蘇教版普通高中課程標準實驗教科書 數學 選修1 1第二章第二節的內容,它是在學完橢圓的標準方程的基礎上,通過研究橢圓...

8 2橢圓的簡單幾何性質 學生

1 2 例4寫出下列橢圓的準線方程 1 2 例5.分別求出符合下列條件的橢圓的標準方程.1 橢圓過 3,0 點,離心率e 2 過點 3,2 且與橢圓有相同焦點。3 長軸長與短軸長之和為10,焦距為。4 中心在原點,離心率為,準線方程為。5 中心在原點,對稱軸在座標軸上,x軸上的乙個焦點與短軸兩端點的...