一、情境导学我国著名数学家吴文俊先生在《数学教育现代化问题》中指出:“数学研究数量关系与空间形式,简单讲就是形与数,欧几里得几何体系的特点是排除了数量关系,对于研究空间形式,你要真正的‘腾飞’,不通过数量关系,我想不出有什么好的办法…….”吴文俊先生明确地指出中学几何的“腾飞”是“数量化”,也就是坐标系的引入,使得几何问题“代数化”,为了使得空间几何“代数化”,我们引入了坐标及其运算.二、探究新知一、空间直角坐标系与坐标表示1.空间直角坐标系在空间选定一点O和一个单位正交基底{i,j,k},以点O为原点,分别以i,j,k的方向为正方向、以它们的长为单位长度建立三条数轴:x轴、y轴、z轴,它们都叫做坐标轴.这时我们就建立了一个空间直角坐标系Oxyz,O叫做原点,i,j,k都叫做坐标向量,通过每两个坐标轴的平面叫做坐标平面,分别称为Oxy平面,Oyz平面,Ozx平面.
问题导学类比椭圆几何性质的研究,你认为应该研究双曲线x^2/a^2 -y^2/b^2 =1 (a>0,b>0),的哪些几何性质,如何研究这些性质1、范围利用双曲线的方程求出它的范围,由方程x^2/a^2 -y^2/b^2 =1可得x^2/a^2 =1+y^2/b^2 ≥1 于是,双曲线上点的坐标( x , y )都适合不等式,x^2/a^2 ≥1,y∈R所以x≥a 或x≤-a; y∈R2、对称性 x^2/a^2 -y^2/b^2 =1 (a>0,b>0),关于x轴、y轴和原点都是对称。x轴、y轴是双曲线的对称轴,原点是对称中心,又叫做双曲线的中心。3、顶点(1)双曲线与对称轴的交点,叫做双曲线的顶点 .顶点是A_1 (-a,0)、A_2 (a,0),只有两个。(2)如图,线段A_1 A_2 叫做双曲线的实轴,它的长为2a,a叫做实半轴长;线段B_1 B_2 叫做双曲线的虚轴,它的长为2b,b叫做双曲线的虚半轴长。(3)实轴与虚轴等长的双曲线叫等轴双曲线4、渐近线(1)双曲线x^2/a^2 -y^2/b^2 =1 (a>0,b>0),的渐近线方程为:y=±b/a x(2)利用渐近线可以较准确的画出双曲线的草图
问题导学类比用方程研究椭圆双曲线几何性质的过程与方法,y2 = 2px (p>0)你认为应研究抛物线的哪些几何性质,如何研究这些性质?1. 范围抛物线 y2 = 2px (p>0) 在 y 轴的右侧,开口向右,这条抛物线上的任意一点M 的坐标 (x, y) 的横坐标满足不等式 x ≥ 0;当x 的值增大时,|y| 也增大,这说明抛物线向右上方和右下方无限延伸.抛物线是无界曲线.2. 对称性观察图象,不难发现,抛物线 y2 = 2px (p>0)关于 x 轴对称,我们把抛物线的对称轴叫做抛物线的轴.抛物线只有一条对称轴. 3. 顶点抛物线和它轴的交点叫做抛物线的顶点.抛物线的顶点坐标是坐标原点 (0, 0) .4. 离心率抛物线上的点M 到焦点的距离和它到准线的距离的比,叫做抛物线的离心率. 用 e 表示,e = 1.探究如果抛物线的标准方程是〖 y〗^2=-2px(p>0), ②〖 x〗^2=2py(p>0), ③〖 x〗^2=-2py(p>0), ④
二、直线与抛物线的位置关系设直线l:y=kx+m,抛物线:y2=2px(p>0),将直线方程与抛物线方程联立整理成关于x的方程k2x2+2(km-p)x+m2=0.(1)若k≠0,当Δ>0时,直线与抛物线相交,有两个交点;当Δ=0时,直线与抛物线相切,有一个切点;当Δ<0时,直线与抛物线相离,没有公共点.(2)若k=0,直线与抛物线有一个交点,此时直线平行于抛物线的对称轴或与对称轴重合.因此直线与抛物线有一个公共点是直线与抛物线相切的必要不充分条件.二、典例解析例5.过抛物线焦点F的直线交抛物线于A、B两点,通过点A和抛物线顶点的直线交抛物线的准线于点D,求证:直线DB平行于抛物线的对称轴.【分析】设抛物线的标准方程为:y2=2px(p>0).设A(x1,y1),B(x2,y2).直线OA的方程为: = = ,可得yD= .设直线AB的方程为:my=x﹣ ,与抛物线的方程联立化为y2﹣2pm﹣p2=0,
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.
2、我们每个小朋友都有一个健康的身体,小朋友,你们想一想,这些残疾儿童和我们健康的儿童相比在生活中会遇到什么困难或是痛苦的事情?幼儿:眼睛不好的小朋友看不到美丽的世界。聋哑儿童听不到美妙的声音。手脚不好的儿童不能自己穿衣服,裤子不能和我们一样跳舞,游戏。………………3、如果你在生活中看到了残疾儿童,你会怎么样帮助他?幼儿:他们坐轮椅我会推他们去玩、我会扶他们上楼梯、我长大有钱一定会给他们些让他们过上幸福快乐的日子……教师:我们小朋友说的太好了,社会上的人也在关注这些残疾儿童。
2、尝试用辩论的方式发展自己的见解,愿意倾听并接纳他人的意见。工具材料:课前幼儿调查了解中西餐的特点。活动设计:一、引出课题你吃过西餐吗?味道怎么样?你觉得中餐好还是西餐好?
水的性质水是液体。石块和木块有一定的形状,无论放在桌子上或者盒子里,它们都不会改变自己的形状,都是固体。水就不同,放在圆杯子里就成为圆形,放在方盒子里就成了方形,它没有一定的形状。水是无色透明的。有人说水是白色的,这话错了。拿水同牛奶比较一下就会明白,牛奶才是白色的,水是什么颜色也没有的。如果把一根筷子插入牛奶里,我们就看不见它。而把一根筷子插入清水中,我们能够透过清水看见插入的筷子。水是无嗅、无味的。怎样来区分无色透明的烧酒和水呢?光凭肉眼是毫无办法的。只要闻一闻,尝一尝就能正确无误地区分了。烧酒有酒的气味和味道,而水却什么气味、什么味道也没有。因此,在正常的情况下,水是无色、无嗅、无味的液体。
5.发挥想象。两段文字都运用了想象的手法。“闭了眼,树上仿佛已经满是桃儿、杏儿、梨儿”“看着看着,这件花衣好像被风儿吹动,叫你希望看见一点更美的山的肌肤”“那点儿薄雪好像忽然害了羞”,这些想象,既突出了景物的特点,又融入了作者的情感,可谓是一举两得。6.讲究描写的顺序。两段文字都采用空间顺序展开描写,景物的层次清晰。要注意观察的顺序,是由近及远,还是由远及近?是由上到下,还是由下到上?这是指空间的变换。还可以以时间的变化或游览的先后为顺序。这样,所描写的景物才不会杂乱无章。7.写景还要融入情感。“一切景语皆情语”。写景贵有情,在描绘客观景物的同时,要把自己的喜怒哀乐等思想感情融注到作品中去,使读者产生共鸣,进而给读者带来愉悦之情、陶醉之情,将读者带入特定的情景之中,受到美的熏陶,获得美的享受。如《从百草园到三味书屋》中“夏天百草园”一段“油蛉在这里低唱,蟋蟀们在这里弹琴”,在作者小时候听来,油蛉、蟋蟀的叫声犹如人在悠扬的琴声伴奏下婉转地低唱,其间传递着作者愉快、喜悦的心声,表达作者对大自然的喜爱和向往之情。目标导学三:实战演练描写你家乡一处有特色的景物,包括自然景物和社会景物,要求描写细致、生动,表达你对家乡的热爱之情。例文展示:
一、教学目标:基于对教材的理解和分析,根据《课程标准》和学生的知识水平及认知特点。我制定了这样的教学目标。(1)知识目标:理解社会实践的发展是文化创新的动力和源泉,认识文化创新的作用以及文化创新在新时代的价值和作用。(2)能力目标:能够分析事例,说明社会实践是文化创作和发展的重要根源,从而培养学生的比较分析能力、辩证思维能力(3)情感态度与价值观目标:通过本框教学,使学生明确文化创新的重大作用,激发学生投身建设中国特色社会主义伟大实践而进行文化创新的热情,从而培养学生的创新精神、爱国情感和民族自豪感,增强学生进行文化创新的责任感和使命感。二、教材分析本框题内容包括情景导入--不尽的源泉,情景分析--巨大的作用、深刻的意义和情景回归--呼唤文化创新的时代三个目题。其内在的逻辑关系是由第一目题导入社会实践是文化创新的源泉,也是文化创新的动力的观点,第二目是对文化创新的作用进行理论上的分析。第三目情景回归,当今时代呼唤文化创新。
二、巨大的作用,深刻地意义材料展示:鲁迅在《狂人日记》中猛烈抨击“吃人”的封建礼教,力图通过自己的呐喊唤醒民众。高尔基早期的作品多描绘俄国沙皇制度下人民的痛苦和他们对美好生活的憧憬。20世纪初,俄国革命形势的发展使他讲文学的笔锋转向革命,创作了《母亲》等作品。合作探究:鲁迅和高尔基的作品在当时的中国和俄国分别起到了什么作用?列举喜爱的一些文学和艺术作品,说说创作者的意图是什么?引导学生自主阅读,培养自主学习能力,掌握分析归纳法和团结协作精神。学生回答之后师生共同总结:文化创新来源于社会实践,同也会对于社会实践产生新的影响,促进社会实践的变化,同时也繁荣了民族文化。所以文化创新的巨大作用一方面表现为推动社会实践的发展,另一方面表现为不断促进民族文化的繁荣。既然文化创新具有如此巨大的作用,那么作为新时代祖国的建设者为了繁荣民族文化,又该作些什么呢?进入本课第三目和教学的第三个环节。[情景回归参与生活]
(三)呼唤文化创新的时代(板书)1.人民群众是文化创造的主体--(板书)师:【图片文字展示】--《离骚》、《九歌》、《水浒传》、《三国演义》均取材自民间,在民间口述文字的基础上加工形成,所以,我们可以看到,文化创新的主体是谁?生:人民群众是文化创造的主体师:在新的历史时期,我们的青少年应该怎么做?生:虚心向人民群众学习,从人民群众的伟大实践和丰富多彩的生活中汲取营养,这是当代中国文化工作者的使命和职责。2.文化工作者必须坚定地走与人民群众的实践相结合的道路--(板书)3.当代中国文化创作者的使命和职责。(板书)【课堂小结】通过本节课的探究学习,我们认识到文化创新的源泉和作用,要求我们虚心向人民群众学习,从人民群众的伟大实践和丰富多彩的生活中汲取营养,刻苦钻研,锐意创新,为全面建设小康社会而奋斗。
(1)社会实践是文化创新的源泉实践,作为人们改造客观世界的活动,是一种有目的、有意识的社会性活动。人类在改造自然和社会的实践中,创造出自己特有的文化。离开了社会实践;文化就会成为无源之水、无本之木,人们不可能从事任何有价值的文化创造。◇本课小结:1.关于本课逻辑结构的宏观把握:文化创新的源泉和作用这一问题,教材分三个层次展开论证:一是不尽的源泉,不竭的动力;二是巨大的作用,深刻的意义;三是呼唤文化创新的时代。教材运用辩证方法从文化创新的源泉和作用展开论述。即社会实践是文化创新的源泉,文化创新又推动社会实践的发展和促进民族文化的繁荣。教材关于文化创新的途径问题,从三个层次展开讲述:第一个层次是“继承传统,推陈出新”;第二个层次是“面向世界,博采众长”;第三个层次是“坚持正确方向,克服错误倾向”。三个层次三个角度,着重于分析每一个层次,然后予以归纳总结,即采用了分析归纳法,层次清晰,教学目标明确,既便于传授知识,又便于学生学习时识记、理解和把握。
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