高二(理)-椭圆的简单几何性质（牟喜全）

椭圆的简单几何性质椭圆的简单几何性质椭圆的简单几何性质椭圆的简单几何性质 教学设计教学设计教学设计教学设计 公主岭一中公主岭一中公主岭一中公主岭一中 牟喜全牟喜全牟喜全牟喜全 新授课 新授课 2 2 22 2 2 椭圆的简单几何性质 椭圆的简单几何性质 1 1 一 一 教学目标教学目标 重 点 椭圆的简单几何性质及其探究过程 难 点 运用曲线方程研究曲线几何性质的基本方法 知识点 1 掌握椭圆的简单几何性质 对称性 范围 顶点 离心率 2 能说明离心率的大小对椭圆形状的影响 3 运用数形结合思想 研究曲线方程几何性质 能力点 体会数形结合的思想 掌握利用方程研究曲线性质的基本方法 教育点 感受解析法研究问题的思想 感知椭圆曲线的对称美 培养学生的学习兴趣 自主探究点 从直观几何图形出发 探究椭圆的几何性质 考试点 椭圆性质的简单应用 离心率对椭圆形状的影响 易错易混点 a b c 之间的关系 离心率 e 的定义及范围 二 二 引入新课引入新课 1 椭圆的定义 平面内与两个定点的距离之和等于常数 大于 的点的轨迹叫做椭圆 12 F F 12 FF 2 椭圆的标准方程 当焦点在 x 轴上时 当焦点在 y 轴上时 22 22 1 0 xy ab ab 22 22 1 0 yx ab ab 3 椭圆中 a b c 的关系是 222 abc 设计意图设计意图 根据曲线的方程研究曲线的几何性质并正确地画出它的图形是解析几何的基本问题之一 在此之前 学生一定要能熟练写出椭圆的标准方程 观察椭圆的形状 你能从图上看出它的范围吗 它具有怎样的对称性 椭圆 22 22 1 0 xy ab ab 上哪些点比较特殊 设计意图设计意图 借助多媒体辅助手段 先给出一个可以直观的椭圆 创设问题情景 让学生从形的角度先 对椭圆的几何性质有一个整体的把握 引导学生观察 分析 猜测 论证 然后再重点从数的角度也就 是方程组织讨论 合作交流 启发学生积极思维 不断探索后汇报研究成果 得到结论后总结 及时进 行反馈应用和反思总结 三 三 探究新知探究新知 观察椭圆的形状 你能从图上看出它的范围吗 它具有怎样的对称性 22 22 1 0 xy ab ab 1 椭圆是轴对称图形 关于 x 轴 y 轴对称 椭圆还是中心对称图形 关于坐标原点对称 2 椭圆与坐标轴有四个交点 其中与 x 轴的两个交点分别为 与 y 轴的两个交点分别 0 0 aa 是 0 0 bb 3 x 的取值范围是 y 的取值范围是 a a b b 由图形观察出的几何性质 能否由方程得到 y B2 B1 A1 A2 F1F2 c a b Ox 1 1 范围范围 1 从图像上容易看出 椭圆上的点的横坐标的范围是 纵坐标的范围是 axa byb 2 由方程可知 22 22 10 yx ba 所以 椭圆上所有的点都适合不等式 即 2 2 1 x a axa 同理有 byb 椭圆正好位于直线和所围成的矩形框里 xa yb 2 2 对称性对称性 1 观察椭圆的形状 可以发现椭圆既是轴对称图形 也是中心 对称图形 2 在椭圆中 22 22 1 0 xy ab ab i 把换成 方程不变 故图象关于轴对称 xx y ii 把换成 方程不变 故图象关于轴对称 yy x iii 把换成 同时把换成 方程不变 故图象关于原点成中心对称 xx yy 综上 椭圆关于轴和轴都是轴对称的 关于原点是中心对称的 这时 坐标轴是椭圆的对称轴 坐xy 标原点是椭圆的对称中心 椭圆的对称中心又叫椭圆的中心椭圆的中心 3 3 顶点顶点 令 得 说明椭圆与轴的交点为 令 得 说明椭圆与轴的交点0 x yb y 0 b 0y xa x 为 0 a 顶点顶点 椭圆与它的对称轴的四个交点 叫做椭圆的顶点 椭圆的四个顶点分别为 1212 0 0 0 0 AaA aBb Bb 长轴 短轴长轴 短轴 线段 分别叫做椭圆的长轴和短轴 分别叫做椭圆的长半轴长和短半轴 12 A A 12 B Bab 长 练习练习 根据前面所学有关知识画出下列图形 22 1 1 2516 xy 22 2 1 254 xy o y x O P x y 1 P xy 2 Pxy 1 2 3 1 2 3 4 4 y 1 2 3 4 5 x 5 4 3 2 1 A1 B1 A2 B2 O 1 2 3 1 2 3 4 4 y 1 2 3 4 5 1 O 5 2 3 4 x B2 A2 B1 A1 我们来比较上面两个图形的扁平程度 当长轴相当的时候 椭圆的短轴越短 椭圆就越扁 那么 我们 有一个专门用来刻画椭圆扁平程度的量 离心率 设计意图设计意图 引导学生分析图像 从图像中体会对椭圆扁平程度的影响 分析其中的相应变化 从 a b c 而自然引出离心率的概念 显得不突兀 另外 除了离心率外 或的大小也是可以刻画椭圆的扁平 b a c b 程度 具体的情况要学生自己探索 教师做到授之以渔就可以了 4 4 离心率离心率 我们把椭圆的焦距与长轴长的比称为椭圆的离心率 用表示 即 e c e a 1 离心率的取值范围 01e 2 离心率对椭圆形状的影响 i 越接近 就越接近 从而就越小 椭圆就越扁 e1cab ii 越接近 就越接近 从而就越大 椭圆就越圆 e0c0b 思考 当时 曲线是什么 当时 曲线又是什么 0e 1e 当时 曲线是圆 当时 曲线是线段 0e 0c ab 1e ca 0b 3 离心率与的关系 e a b 2 2 2 22 1 a b a ba a c e 练习 练习 对于椭圆与椭圆 更接近于圆的是 22 2 9 36Cxy 2 2 2 2 1612 y x C 设计意图设计意图 通过探究 培养学生研究问题的严谨性 观察得到的结论不一定正确 必须给予理论证明 同时让学生尝试研究性学习与接受式学习相结合的学习方式 在这种方式下 学生自主的研究问题 在 研究中掌握本节知识 体验用方程研究图形性质的思想和方法 四 四 理解新知理解新知 椭圆的简单几何性质椭圆的简单几何性质 图形 x A2 B2 F2 y O A1 B1 F1 x y O A1 B1 A2 B2 F1 F2 标准方程 22 22 1 0 xy ab ab 22 22 1 0 yx ab ab 范围 axa byb bxb aya 焦点 0 c 0 c 0 c 0 c 顶点 0 0 aa 0 0 bb 0 0 bb 0 0 aa 对称性关于 x 轴 y 轴成轴对称 关于原点成中心对称 离心率 c e a 01e a b c 的关 系 222 abc 半轴长长半轴长 a 短半轴长 b a b 设计意图设计意图 用表格的形式呈现 更方便学生理解和应用 为继续学习打好坚实的基础 五 五 运用新知运用新知 例例 1 1 求椭圆的长轴和短轴的长 离心率 焦点和顶点坐标 22 1625400 xy 分析 分析 先把椭圆的方程化成标准方程 22 1 2516 xy 解 解 把已知方程化成标准方程 22 22 1 54 xy 于是 22 5 4 3abcab 所以 长轴与短轴的长分别为210 28 ab 离心率两个焦点坐标分别为 3 5 c e a 12 3 0 3 0 FF 四个顶点坐标分别为 1212 5 0 5 0 0 4 0 4 AABB 练习 练习 求下列椭圆的长轴长 短轴长 焦点坐标 顶点坐标和离心率 22 1 981xy 22 2 259225xy 22 3 1625xy 22 4 451xy 小结 小结 如果给出的椭圆方程不是标准方程 需要先化成标准方程 再确定 a b c 的值 然后进行计 算 设计意图设计意图 让学生尝试用前面研究问题的方法解决实际问题 学以致用 进一步体验解析几何的基本 思想 同时加深对一些基本概念 长轴 短轴 焦点 顶点 离心率等的理解 例例 2 2 已知椭圆的离心率 求的值及椭圆的长轴和短轴的长 焦 22 3 0 xmym m 3 2 e m 点坐标 顶点坐标 分析分析 将椭圆方程化为标准形式 用表示出 再由求出的值 然后再求 焦m a b c 3 2 e m2 2ab 点坐标 顶点坐标 解 解 椭圆方程可化为 22 1 3 xy m m m 又 2 0 33 mm m m mm 即 3 m m m 22 3 m am b m 22 2 3 m m cab m 由 得 解得 3 2 e 23 32 m m 1 m 椭圆的标准方程为 2 2 1 1 4 y x 13 1 22 abc 椭圆的长轴长为 2 短轴长为 1 两个焦点坐标分别为 12 33 0 0 22 FF 四个顶点坐标分别为 1212 11 1 0 1 0 0 0 22 AABB 设计意图设计意图 已知椭圆的方程讨论其性质时 应先把椭圆的方程化成标准形式 找准 才能正确写 a b 出其相关的性质 在求顶点坐标与焦点坐标时 应注意焦点所在的坐标轴 例例 3 3 求适合下列条件的椭圆的标准方程 1 长轴长为 6 离心率是 2 3 2 在轴上的一个焦点 与短轴的两个端点的连线互相垂直 且焦距为 6 x 分析 分析 因为要求的是椭圆的标准方程 故可以先设出椭圆的标准方程 再利用待定系数法求参数 a b c 解 解 1 设椭圆方程或 22 22 1 0 xy ab ab 22 22 1 0 yx ab ab 由已知得 26 3 aa 又 2 2 3 c ec a 222 945 bac 椭圆的标准方程为或 22 1 95 xy 22 1 95 yx 2 由题知焦点在轴上 故可设椭圆的标准方程为 x 22 22 1 0 xy ab ab 且两焦点是 12 3 0 3 0 FF 又 为等腰三角形 为斜边的中线 且 12 AFAOF 12 A A 12 2 OFc A Ab 222 3 18cbabc 椭圆的标准方程为 22 1 189 xy 设计意图设计意图 提高学生分析问题 运用几何性质 数形结合思想解决实际问题的能力 练习 练习 求适合下列条件的椭圆的标准方程 1 过点 离心率 3 0 6 3 e 2 长轴长是短轴长的 2 倍 且椭圆过点 2 4 设计意图设计意图 让学生能够从已知的椭圆的几何性质探究椭圆的标准方程形式 进一步提升学生对待定系 数法的认识 一般步骤主要是 1 定位 2 定量 六 六 课堂小结课堂小结 教师提问 教师提问 本节课我们学习了哪些知识点 涉及到什么规律方法 学生作答 1 本节课从范围 顶点 对称性 离心率四个方面学习了椭圆的几何性质 2 体验了由方程研究几何性质的方法 3 本节课的一个重要数学思想是数形结合 数形结合也是后面学习其它知识的重要思想方法之一 设计意图设计意图 加强对学生学习方法的指导 做到 授人以渔 七 七 布置作业布置作业 1 阅读课本 P37 P40 2 必做题 1 课本第 41 页 练习 第 2 3 4 5 题 2 课本第 42 页 A 组 第 3 4 5 题 3 选做题 课本第 43 页 B 组 第 1 题 4 课外探究 用 几何画板 探究离心率 e 对椭圆扁平程度的影响 设计意图设计意图 设计作业必做题 1 2 是引导学生先复习 再作业 培养学生良好的学习习惯 书面作业 的布置 是为了让学生掌握椭圆的几何性质 根据题目条件求椭圆的标准方程 课外探究的安排 是让 学生进一步感受离心率 e 对椭圆扁平程度的影响 结合 几何画板 画图 让学生更直观的感受 体会 数学美 使所学知识和方法得到进一步的提高 八 八 教后反思教后反思 1 本节课采用 以问题为中心 的自学探究模式 教师平等的参与学生的自主探究活动 力求调动 一切积极因素 激发学生的学习兴趣 引导学生全员参与 在教师的引导启发下 使学生的思维围绕 探究 步步深入 最大限度挖掘学生潜能 体现学生的主体性 通过动手操作 合作交流 使学生发 现并掌握椭圆的简单几何性质 感受领会从数到形 从形到数的探究过