本节课选自《2019人教A版高中数学选择性必修第一册》第二章《直线和圆的方程》,本节课主要学习抛物线及其标准方程在经历了椭圆和双曲线的学习后再学习抛物线,是在学生原有认知的基础上从几何与代数两 个角度去认识抛物线.教材在抛物线的定义这个内容的安排上是:先从直观上认识抛物线,再从画法中提炼出抛物线的几何特征,由此抽象概括出抛物线的定义,最后是抛物线定义的简单应用.这样的安排不仅体现出《课程标准》中要求通过丰富的实例展开教学的理念,而且符合学生从具体到抽象的认知规律,有利于学生对概念的学习和理解.坐标法的教学贯穿了整个“圆锥曲线方程”一章,是学生应重点掌握的基本数学方法 运动变化和对立统一的思想观点在这节知识中得到了突出体现,我们必须充分利用好这部分教材进行教学
二、典例解析例4.如图,双曲线型冷却塔的外形,是双曲线的一部分,已知塔的总高度为137.5m,塔顶直径为90m,塔的最小直径(喉部直径)为60m,喉部标高112.5m,试建立适当的坐标系,求出此双曲线的标准方程(精确到1m)解:设双曲线的标准方程为 ,如图所示:为喉部直径,故 ,故双曲线方程为 .而 的横坐标为塔顶直径的一半即 ,其纵坐标为塔的总高度与喉部标高的差即 ,故 ,故 ,所以 ,故双曲线方程为 .例5.已知点 到定点 的距离和它到定直线l: 的距离的比是 ,则点 的轨迹方程为?解:设点 ,由题知, ,即 .整理得: .请你将例5与椭圆一节中的例6比较,你有什么发现?例6、 过双曲线 的右焦点F2,倾斜角为30度的直线交双曲线于A,B两点,求|AB|.分析:求弦长问题有两种方法:法一:如果交点坐标易求,可直接用两点间距离公式代入求弦长;法二:但有时为了简化计算,常设而不求,运用韦达定理来处理.解:由双曲线的方程得,两焦点分别为F1(-3,0),F2(3,0).因为直线AB的倾斜角是30°,且直线经过右焦点F2,所以,直线AB的方程为
∵在△EFP中,|EF|=2c,EF上的高为点P的纵坐标,∴S△EFP=4/3c2=12,∴c=3,即P点坐标为(5,4).由两点间的距离公式|PE|=√("(" 5+3")" ^2+4^2 )=4√5,|PF|=√("(" 5"-" 3")" ^2+4^2 )=2√5,∴a=√5.又b2=c2-a2=4,故所求双曲线的方程为x^2/5-y^2/4=1.5.求适合下列条件的双曲线的标准方程.(1)两个焦点的坐标分别是(-5,0),(5,0),双曲线上的点与两焦点的距离之差的绝对值等于8;(2)以椭圆x^2/8+y^2/5=1长轴的端点为焦点,且经过点(3,√10);(3)a=b,经过点(3,-1).解:(1)由双曲线的定义知,2a=8,所以a=4,又知焦点在x轴上,且c=5,所以b2=c2-a2=25-16=9,所以双曲线的标准方程为x^2/16-y^2/9=1.(2)由题意得,双曲线的焦点在x轴上,且c=2√2.设双曲线的标准方程为x^2/a^2 -y^2/b^2 =1(a>0,b>0),则有a2+b2=c2=8,9/a^2 -10/b^2 =1,解得a2=3,b2=5.故所求双曲线的标准方程为x^2/3-y^2/5=1.(3)当焦点在x轴上时,可设双曲线方程为x2-y2=a2,将点(3,-1)代入,得32-(-1)2=a2,所以a2=b2=8.因此,所求的双曲线的标准方程为x^2/8-y^2/8=1.当焦点在y轴上时,可设双曲线方程为y2-x2=a2,将点(3,-1)代入,得(-1)2-32=a2,a2=-8,不可能,所以焦点不可能在y轴上.综上,所求双曲线的标准方程为x^2/8-y^2/8=1.
1.判断 (1)椭圆x^2/a^2 +y^2/b^2 =1(a>b>0)的长轴长是a. ( )(2)若椭圆的对称轴为坐标轴,长轴长与短轴长分别为10,8,则椭圆的方程为x^2/25+y^2/16=1. ( )(3)设F为椭圆x^2/a^2 +y^2/b^2 =1(a>b>0)的一个焦点,M为其上任一点,则|MF|的最大值为a+c(c为椭圆的半焦距). ( )答案:(1)× (2)× (3)√ 2.已知椭圆C:x^2/a^2 +y^2/4=1的一个焦点为(2,0),则C的离心率为( )A.1/3 B.1/2 C.√2/2 D.(2√2)/3解析:∵a2=4+22=8,∴a=2√2.∴e=c/a=2/(2√2)=√2/2.故选C.答案:C 三、典例解析例1已知椭圆C1:x^2/100+y^2/64=1,设椭圆C2与椭圆C1的长轴长、短轴长分别相等,且椭圆C2的焦点在y轴上.(1)求椭圆C1的半长轴长、半短轴长、焦点坐标及离心率;(2)写出椭圆C2的方程,并研究其性质.解:(1)由椭圆C1:x^2/100+y^2/64=1,可得其半长轴长为10,半短轴长为8,焦点坐标为(6,0),(-6,0),离心率e=3/5.(2)椭圆C2:y^2/100+x^2/64=1.性质如下:①范围:-8≤x≤8且-10≤y≤10;②对称性:关于x轴、y轴、原点对称;③顶点:长轴端点(0,10),(0,-10),短轴端点(-8,0),(8,0);④焦点:(0,6),(0,-6);⑤离心率:e=3/5.
二、典例解析例5. 如图,一种电影放映灯的反射镜面是旋转椭圆面(椭圆绕其对称轴旋转一周形成的曲面)的一部分。过对称轴的截口 ABC是椭圆的一部分,灯丝位于椭圆的一个焦点F_1上,片门位另一个焦点F_2上,由椭圆一个焦点F_1 发出的光线,经过旋转椭圆面反射后集中到另一个椭圆焦点F_2,已知 〖BC⊥F_1 F〗_2,|F_1 B|=2.8cm, |F_1 F_2 |=4.5cm,试建立适当的平面直角坐标系,求截口ABC所在的椭圆方程(精确到0.1cm)典例解析解:建立如图所示的平面直角坐标系,设所求椭圆方程为x^2/a^2 +y^2/b^2 =1 (a>b>0) 在Rt ΔBF_1 F_2中,|F_2 B|= √(|F_1 B|^2+|F_1 F_2 |^2 )=√(〖2.8〗^2 〖+4.5〗^2 ) 有椭圆的性质 , |F_1 B|+|F_2 B|=2 a, 所以a=1/2(|F_1 B|+|F_2 B|)=1/2(2.8+√(〖2.8〗^2 〖+4.5〗^2 )) ≈4.1b= √(a^2 〖-c〗^2 ) ≈3.4所以所求椭圆方程为x^2/〖4.1〗^2 +y^2/〖3.4〗^2 =1 利用椭圆的几何性质求标准方程的思路1.利用椭圆的几何性质求椭圆的标准方程时,通常采用待定系数法,其步骤是:(1)确定焦点位置;(2)设出相应椭圆的标准方程(对于焦点位置不确定的椭圆可能有两种标准方程);(3)根据已知条件构造关于参数的关系式,利用方程(组)求参数,列方程(组)时常用的关系式有b2=a2-c2等.
二、探究新知一、点到直线的距离、两条平行直线之间的距离1.点到直线的距离已知直线l的单位方向向量为μ,A是直线l上的定点,P是直线l外一点.设(AP) ?=a,则向量(AP) ?在直线l上的投影向量(AQ) ?=(a·μ)μ.点P到直线l的距离为PQ=√(a^2 "-(" a"·" μ")" ^2 ).2.两条平行直线之间的距离求两条平行直线l,m之间的距离,可在其中一条直线l上任取一点P,则两条平行直线间的距离就等于点P到直线m的距离.点睛:点到直线的距离,即点到直线的垂线段的长度,由于直线与直线外一点确定一个平面,所以空间点到直线的距离问题可转化为空间某一个平面内点到直线的距离问题.1.已知正方体ABCD-A1B1C1D1的棱长为2,E,F分别是C1C,D1A1的中点,则点A到直线EF的距离为 . 答案: √174/6解析:如图,以点D为原点,DA,DC,DD1所在直线分别为x轴、y轴、z轴建立空间直角坐标系,则A(2,0,0),E(0,2,1),F(1,0,2),(EF) ?=(1,-2,1),
二、探究新知一、空间中点、直线和平面的向量表示1.点的位置向量在空间中,我们取一定点O作为基点,那么空间中任意一点P就可以用向量(OP) ?来表示.我们把向量(OP) ?称为点P的位置向量.如图.2.空间直线的向量表示式如图①,a是直线l的方向向量,在直线l上取(AB) ?=a,设P是直线l上的任意一点,则点P在直线l上的充要条件是存在实数t,使得(AP) ?=ta,即(AP) ?=t(AB) ?.如图②,取定空间中的任意一点O,可以得到点P在直线l上的充要条件是存在实数t,使(OP) ?=(OA) ?+ta, ①或(OP) ?=(OA) ?+t(AB) ?. ②①式和②式都称为空间直线的向量表示式.由此可知,空间任意直线由直线上一点及直线的方向向量唯一确定.1.下列说法中正确的是( )A.直线的方向向量是唯一的B.与一个平面的法向量共线的非零向量都是该平面的法向量C.直线的方向向量有两个D.平面的法向量是唯一的答案:B 解析:由平面法向量的定义可知,B项正确.
跟踪训练1在正方体ABCD-A1B1C1D1中,E为AC的中点.求证:(1)BD1⊥AC;(2)BD1⊥EB1.(2)∵(BD_1 ) ?=(-1,-1,1),(EB_1 ) ?=(1/2 "," 1/2 "," 1),∴(BD_1 ) ?·(EB_1 ) ?=(-1)×1/2+(-1)×1/2+1×1=0,∴(BD_1 ) ?⊥(EB_1 ) ?,∴BD1⊥EB1.证明:以D为原点,DA,DC,DD1所在直线分别为x轴、y轴、z轴,建立如图所示的空间直角坐标系.设正方体的棱长为1,则B(1,1,0),D1(0,0,1),A(1,0,0),C(0,1,0),E(1/2 "," 1/2 "," 0),B1(1,1,1).(1)∵(BD_1 ) ?=(-1,-1,1),(AC) ?=(-1,1,0),∴(BD_1 ) ?·(AC) ?=(-1)×(-1)+(-1)×1+1×0=0.∴(BD_1 ) ?⊥(AC) ?,∴BD1⊥AC.例2在棱长为1的正方体ABCD-A1B1C1D1中,E,F,M分别为棱AB,BC,B1B的中点.求证:D1M⊥平面EFB1.思路分析一种思路是不建系,利用基向量法证明(D_1 M) ?与平面EFB1内的两个不共线向量都垂直,从而根据线面垂直的判定定理证得结论;另一种思路是建立空间直角坐标系,通过坐标运算证明(D_1 M) ?与平面EFB1内的两个不共线向量都垂直;还可以在建系的前提下,求得平面EFB1的法向量,然后说明(D_1 M) ?与法向量共线,从而证得结论.证明:(方法1)因为E,F,M分别为棱AB,BC,B1B的中点,所以(D_1 M) ?=(D_1 B_1 ) ?+(B_1 M) ?=(DA) ?+(DC) ?+1/2 (B_1 B) ?,而(B_1 E) ?=(B_1 B) ?+(BE) ?=(B_1 B) ?-1/2 (DC) ?,于是(D_1 M) ?·(B_1 E) ?=((DA) ?+(DC) ?+1/2 (B_1 B) ?)·((B_1 B) ?-1/2 (DC) ?)=0-0+0-1/2+1/2-1/4×0=0,因此(D_1 M) ?⊥(B_1 E) ?.同理(D_1 M) ?⊥(B_1 F) ?,又因为(B_1 E) ?,(B_1 F) ?不共线,因此D1M⊥平面EFB1.
知识与技能目标:1. 能正确说出三元一次方程(组)及其解的概念,能正确判别一组数是否是三元一次方程(组)的解;2. 会根据实际问题列出简单的三元一次方程或三元一次方程组。过程与方法目标:1. 通过加深对概念的理解,提高对“元”和“次”的认识。2. 能够逐步培养类比分析和归纳概括的能力,了解辩证统一的思想。情感态度与价值观目标:通过对实际问题的分析,使学生进一步体会方程是刻画现实世界的有效数学模型,培养学生良好的数学应用意识。
有这么一则故事:一个哈佛大学学生,在学校图书馆偷拿了一本珍贵的资料书。不久,一场大火烧毁了图书馆,他偷的书就成了唯一珍品。要不要把书送回去?他犹豫了,不送受到心灵的谴责,送了则有可能被学校开除。经过斗争,他还是决定把书交送给校长。校长先表扬了他敢于认错的精神,然后宣布开除这名学生。很多人觉得校长不讲人情,可是校长的治校理念非常清晰:规则大于人情,让规则看守哈佛更可靠!俗话说:“没有规矩,不成方圆。”那么什么是规则呢?规则就是规定出来让大家遵守的做事规程和行动准则。他告诉我们什么事情可以做,什么事情不可以做。那么,我们在校园中有些什么规则呢?在校园内,我们有一些言行规则:爱护公物,见到老师和同学要主动问好;见到校园路上的垃圾要随手捡起来;不欺负小同学,不和同学说脏话。在课堂上,用心听课,积极思考,举手发言,认真完成作业,都是我们应该遵循的学习规则。
教学说明:问题(1)是借助“边边边”条件判定三角形全等的知识来解释的。因为三边长度确定后三角形的形状就被固定了,因此三角形具有稳定性。问题(2)可用多媒体展示三角形稳定性在实际生活中应用的例子。要解决问题(3),只需要在四边形中构建出三角形结构,这样就可以帮助其稳定。设计意图:通过学生动手操作,探究三角形稳定性及生活中的应用,让学生体验数学来源于生活,服务于生活的辩证思想,感受数学美。 (五)总结反思,情意发展问题:通过这节课的学习你有什么收获?多媒体演示:(1)知识方面:①三边对应相等的两个三角形全等,简写为“边边边”或“SSS”。②三角形具有稳定性。(2)技能方面:说明三角形全等时要注意公共边的应用。
设计意图:知识的掌握需要由浅到深,由易到难.我所设计的三个例题难度依次上升,根据由简到难的原则,先让学生学会熟悉选用公式,再进一步到公式的变形应用,巩固知识.特别是第三题特别强调了运用法则的前提:必需要底数相同.为加深学生对法则的理解记忆,形成“学以致用”的思想.同时为了调动学生思考,接下来让学生进入反馈练习阶段,进一步巩固记忆.4、知识反馈,提高反思练习1(1)口答设计意图:根据夸美纽斯的教学巩固性原则,为了培养学生独立解决问题的能力,在例题讲解后,通过让个别同学上黑板演演,其余同学在草稿本上完成练习的方式来掌握学生的学习情况,从而对讲解内容作适当的补充提醒.同时,在活动中引起学生的好奇心和强烈的求知欲,在获得经验和策略的同时,获得良好的情感体验.
4、巩固新知,拓展新知(羊羊竞技场)本环节在学生对性质基本熟悉后安排了四组训练题,为避免学生应用性质的粗糙感,以小羊展开竞技表演为背景,让学生在轻松愉快的氛围中层层递进,不断深入,达到强化性质,拓展性质的目的。提高学生的辨别力;进一步增强学生运用性质解决问题的能力;训练学生的逆向思维能力,增强学生应变能力和解题灵活性.5、提炼小结完善结构(羊羊总结会)“通过本节课的学习,你在知识上有哪些收获,你学到了哪些方法?”引导学生自主总结。设计意图:使学生对本节课所学知识的结构有一个清晰的认识,能抓住重点进行课后复习。以及通过对学习过程的反思,掌握学习与研究的方法,学会学习,学会思考。6、课堂检测,发展潜能(大战灰太狼)
让学生先独立解决⑴题,再小组交流⑵题的答案,找到解题的方法.2、例2,例3是对平方根概念的巩固与拓展,在例2中由于学生还不熟于平方根的表示方法,所以应在平方根的概念和±号上加以明确,而例3则要把握平方根概念的本质,根据该数的正负或0来确定其平方根,这部分内容可用板演或展台展示结果的方式进行,让学生独立完成,应给予恰当的评价.3、最后,我又设计了一道辨析题:在做一道求4的平方根的题目时,小明说:“4的平方根是2”,小红说:“4的平方根是-2”,小强说:“2是4的平方根”小芳说:“-2是4的平方根”,请问他们的说法正确吗?通过这道题目,使学生在熟悉平方根概念的基础上更加深理解,同时对以往五种运算中从未出现过的一题两解的现象作出了解释,使学生明白了一种整体与局部的关系,再一次突出了重点.
情景感知概括运用设疑诱导动手操作合作交流尝试活动启发引导类比发现演练结合观察分析自主探索问题讨论利用尝试活动“我来当老师!”给学生提供设计问题的机会,培养他们实事求是的科学态度,勇于质疑、敢于创新的良好习惯及数学应用能力。例1、根据因式分解的概念,判断下列由左边到右边的变形,哪些是因式分解,哪些不是,为什么?通过罗列一些似是而非、容易产生错误的对象让学生辨析,促使他们认识概念的本质、确定概念的外延,从而形成良好的认知结构。例2:解答下列问题:(1)993-99能被99整除吗?能被98整除吗?能被100整除吗?(2)求代数式IR1+IR2+IR3的值,其中R1=19.2,R2=35.4,R3=32.4,I=2.5。让学生进一步体会用分解因式解决相关问题的简捷性。例3、填空:若x2+mx-n能分解成(x-2)(x-5),则m=,n=。
【设计意图】:这一环节的设计主要是为了培养学生自主学习的能力,让学生在自学中初步认识概念。通过材料的阅读,活动的实践,让学生在自画、自纠中,加深对概念的理解,培养学生良好的画图习惯。(三)例题讲解学生活动4:(由于例题都比较简单,所以让学生自己先做,教师巡视指导)例1、写出图中A、B、C、D、E各点的坐标。例2、在直角坐标系中,描出下列各点:A(4,3), B(-2,3),C(-4,-1),D(2,-2)。【设计意图】:例1的目的是给出点的位置,写出点的坐标。例2的目的是给出点的坐标,描出点。学完概念之后,马上对概念进行应用,达到巩固的目的。当时上课时这2道例题的解答都比较圆满,绝大部分学生都能顺利做出。
活动四:自主学习,尺规作图先阅读,再尝试作图,思考作图道理,小组讨论,“为什么作图过程中必须以大于1/2AB的长为半径画弧?”同桌演示尺规作图。最后折纸验证,使整个学习过程更加严谨。我将用下面这个课件给学生展示作图过程。再次回顾情境,让学生完成情境中的问题。(三)讲练结合,巩固新知第一个题目是直接运用性质解决问题,比较简单,面向全体学生。我还设计了第二个题目,想训练学生审题的能力。(四)课堂小结在学生们共同归纳总结本节课的过程中,让学生获得数学思考上的提高和感受成功的喜悦并进一步系统地完善本节课的知识。(五)当堂检测为了检测学生学习情况,我设计了当堂检测。第一个题目,让学生学会转化的思想来解决问题;第二个题目练习尺规作图。
[设计意图]节环节的设置是为了使学生在掌握不等式性质的基础之上,加以拓展的作业,使课程的内容不但能满足全体学生需求,更能满足学有余力的学生得到更大收获,从数轴上获取信息来完成填空,从而体现数形结合的思想,学生通过参与活动,体会挑战成功的喜悦,并且他们的求胜心理得到了满足,沉醉在知识给他们带来的快感中完成本节课的学习,(六)课堂小结最后,凯旋归来话收获:通过本节课的学习,你收获到了什么?学生们都积极的举手回答,说出了各种各样的收获,比如:1、学会了不等式的三条基本性质2、学会了用字母来表示不等式的性质3、学生不等式与等式的区别等等;学生在回答的时候,老师加以评价和表扬并展示主要内容;这里教师要再次强调,特别注意性质3,两边同乘(或除以)一个负数时,不等号的方向要改变,数学思想的方法是数学的灵魂,这节课我们体验了三种数学思想,一是类比的思想,二是数形结合的思想,三是分类讨论的思想,
本环节运用了一个阶梯式的问答方法,帮助突破本节课的难点。同时,从具体的实际问题入手,由特殊问题到一般规律的揭示,不仅解决了难点问题,而且从另外一个角度讲也渗透给了学生的数形结合思想,还有利于学生主动探索意识的培养。4、自主评价本环节主要是应用本节课所学的知识以及所积累形成的学习经验和体验解决问题的过程,即课堂巩固训练。在练习题的选择上,由简单到复杂。先是结合图象获取信息进行简单的填空和选择,此题属于A组题型,检验学生的掌握情况;然后进行了一道B组题,关于“一次函数与一元一次方程的关系”知识点的灵活运用,进一步通过练习体会它们的关系。5、自主发展:最后一道则是特殊的区别于之前所学习的分段函数练习,发散学生思维问题的训练。让学生体会分段函数的特点,并掌握求分段函数解析式的方法。
5、板书设计 §1.4船有触礁的危险吗 一、船布触礁的危险吗 1.根据题意,画出示意图.将实际问题转化为数学问题. 2.用三角函数和方程的思想解决关于直角三角形的问题. 3.解释最后的结果. 二、测量塔高 三、改造楼梯 五布置课后作业: 习题1.6第12 3题 六、设计说明 具有现实意义和挑战性的内容的设计,激发学生的学习兴趣,使学生乐学。 开放性实践问题和分层作业的设置,满足每个学生的学习需求,使学生愿学。 多样的学习方式和适时引导,提高学生的学习质量,使学生能学。 背景多样,层层递进,适时反思,发展学生的数学思维能力,使学生活学。 当学生乐学、愿学、能学、活学时,就将学会学习,将学习当成乐趣,作为生命中不可或缺的部分,也为学生终生学习奠定良好的基础。
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