●教學(xué)目標(biāo)
(一)教學(xué)知識(shí)點(diǎn)
1.橢圓的參數(shù)方程.
2.橢圓的參數(shù)方程與普通方程的關(guān)系.
(二)能力訓(xùn)練要求
1.使學(xué)生了解橢圓參數(shù)方程的來源,并能在研究橢圓的性質(zhì)、建立橢圓的方程的過程中,正確地應(yīng)用參數(shù)方程.
2.使學(xué)生掌握參數(shù)方程與普通方程的關(guān)系,正確互化以便靈活應(yīng)用.
(三)德育滲透目標(biāo)
使學(xué)生認(rèn)識(shí)到事物的表現(xiàn)形式可能不止一種,認(rèn)識(shí)事物要透過現(xiàn)象看本質(zhì).
●教學(xué)重點(diǎn)
1.建立橢圓的參數(shù)方程及橢圓參數(shù)方程的應(yīng)用.
2.橢圓的參數(shù)方程與變通方程互化.
●教學(xué)難點(diǎn)
1.建立橢圓的參數(shù)方程及橢圓參數(shù)方程的應(yīng)用.
2.橢圓的參數(shù)方程與普通方程的互化.
●教學(xué)方法
師生共同討論法
通過師生共同討論,使學(xué)生了解橢圓參數(shù)方程的來源,理解橢圓參數(shù)方程的建立方法,明確常數(shù)a、b的幾何意義并掌握橢圓參數(shù)方程與普通方程的互化.
●教具準(zhǔn)備
投影片兩張
第一張:p101例5(記作§8.2.3 A)
第二張:本課時(shí)教案的例6、例7(記作§8.2.3 B)
多媒體課件一個(gè):
在同一坐標(biāo)平面內(nèi),以原點(diǎn)為圓心作兩個(gè)半徑不等的同心圓(用同一種顏色),作大圓的半徑OA交小圓于B,作AN垂直于x軸,垂足為N,過B作BM⊥AN,垂足為M(點(diǎn)M標(biāo)為另一種顏色)讓OA繞點(diǎn)O旋轉(zhuǎn),看點(diǎn)M的軌跡,給學(xué)生一個(gè)直觀印象.
●教學(xué)過程
Ⅰ.課題導(dǎo)入
[師]上一節(jié)課我們學(xué)習(xí)了橢圓的比值定義,哪位同學(xué)來敘述一下.
[生]動(dòng)點(diǎn)到一個(gè)定點(diǎn)與一條直線的距離的比是一個(gè)常數(shù)e(0<e<1)時(shí),動(dòng)點(diǎn)的軌跡是橢圓,定點(diǎn)是橢圓的焦點(diǎn),定直線是橢圓的準(zhǔn)線.
[師]橢圓25x2+9y2=225的準(zhǔn)線方程是什么?
[生]將橢圓方程化成標(biāo)準(zhǔn)方程為:
可知:a=5,b=3,c==4
∴橢圓的準(zhǔn)線方程是y=±
[師]同學(xué)們對(duì)準(zhǔn)線方程的形式要予以掌握,另外,請(qǐng)注意知道a、c的值能寫出準(zhǔn)線方程,但知道準(zhǔn)線方程要確定a、c的值,還需要其他條件,僅知道準(zhǔn)線方程,只能確定a、c的關(guān)系,下面我們?cè)賮砜催@樣一個(gè)題目.(打出投影片§8.2.3 A)
Ⅱ.講授新課
[師](讀題,并用多媒體課件演示,對(duì)點(diǎn)M的軌跡給學(xué)生一個(gè)直觀形象)
分析指導(dǎo):題目讓求當(dāng)OA繞點(diǎn)O旋轉(zhuǎn)時(shí)點(diǎn)M的軌跡的參數(shù)方程,我們知道在解析幾何中求哪個(gè)點(diǎn)的軌跡,就把哪個(gè)點(diǎn)的坐標(biāo)設(shè)為(x,y),然后再去尋求關(guān)系,那么我們來考慮一下,點(diǎn)M的坐標(biāo)(x,y)隨著哪個(gè)量的變化而變化呢?或者說選哪個(gè)量為參數(shù)呢?(給同學(xué)們留出思考的時(shí)間)
[生甲]點(diǎn)M的橫坐標(biāo)x就是點(diǎn)A的橫坐標(biāo),點(diǎn)M的縱坐標(biāo)就是點(diǎn)B的縱坐標(biāo),所以教一個(gè)量既能表示A點(diǎn)的橫坐標(biāo)又能表示B點(diǎn)縱坐標(biāo)作為參數(shù)即可.由于OA在繞點(diǎn)O旋轉(zhuǎn),而且它的半徑已知,△BOR、△AON勻?yàn)?em>Rt△,故選轉(zhuǎn)角∠AOx為參數(shù),就既能表示B點(diǎn)的縱坐標(biāo),又能表示A點(diǎn)的橫坐標(biāo).
[師]很好,生甲分析得透徹,大家聽清楚了嗎?
[生]明白啦!
[師]好,下面我們來寫出解答過程(請(qǐng)一名同學(xué)在黑板上板書)
[生乙]設(shè)點(diǎn)M的坐標(biāo)是(x,y),φ是以Ox為始邊,OA為終邊的正角,取φ為參數(shù),那么
x=ON=|OA|cosφ
y=NM=|OB|sinφ
即
這就是所求點(diǎn)M的軌跡的參數(shù)方程.
[師]做完的同學(xué)請(qǐng)舉手.好,請(qǐng)放下,我們來看生乙的解答(師生共同審閱),有沒有不完善或不嚴(yán)密的地方?
[生丙]我認(rèn)為在取φ為參數(shù)的地方,標(biāo)明參數(shù)的取值范圍要嚴(yán)密一些,即標(biāo)出0<φ<2π
[師]生丙所說的有道理嗎?有必要嗎?
(學(xué)生考慮)
[師]生丙所說的是非常有道理的,標(biāo)明參數(shù)的取值范圍是非常有必要的,不要以為課本上未談及咱來談就是多余的,就是多此一舉的.事實(shí)上,求曲線的參數(shù)方程,對(duì)參數(shù)的范圍是應(yīng)予以足夠重視的.這點(diǎn)在我們以后的做題中要引起注意.
至此,按題目要求,這道題我們做完啦,假如這道題條件不變,所求改為求點(diǎn)M的軌跡,我們?cè)撊绾巫瞿??/p>
[生]求出點(diǎn)M的軌跡方程,再指出軌跡是怎樣的曲線嗎?
[師]正確,怎樣求其軌跡方程呢?求普通方程還是求參數(shù)方程呢?
[生]都可以.
[師]求出參數(shù)方程后,你能根據(jù)方程指出曲線類型嗎?就是說上面所求出方程,你知道它表示的曲線是什么嗎?
(生無言以對(duì),也有可能根據(jù)我們前面演示的直觀,或根據(jù)課前的預(yù)習(xí)會(huì)說是橢圓,但為什么呢?這時(shí)教師要抓住時(shí)機(jī),指出應(yīng)當(dāng)怎樣確定曲線的類型).
[師]求出曲線的參數(shù)方程后,要想進(jìn)一步確定曲線的類型,采用的方法仍然是化生疏為熟悉,將參數(shù)中的參數(shù)消去,得到曲線的普通方程,從而指出曲線類型,比如上面的參數(shù)方程,我們將兩個(gè)方程分別變形,得:
=cosφ,=sinφ
利用三角函數(shù)中同一角的三角函數(shù)關(guān)系,即可消去參數(shù),也就是將方程兩邊平方后相加,
得:
即消去方程中的參數(shù)后,得到的方程是橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程:
由此可知,點(diǎn)M的軌跡是長(zhǎng)軸為2a,短軸為2b的橢圓.
我們把方程(0<φ≤2π)稱為橢圓的參數(shù)方程,在橢圓的參數(shù)方程中,常數(shù)a、b分別是橢圓的長(zhǎng)半軸和短半軸長(zhǎng).
[師]上面我們討論了橢圓的參數(shù)方程,并且討論了參數(shù)方程化為普通方程的方法,那么給出橢圓的普通方程,怎樣把它化為參數(shù)方程呢?
我們來看這樣一個(gè)例子.(打出投影片§8.2.3 B)
[例6]將橢圓方程化為參數(shù)方程.
分析指導(dǎo):將普通方程化為參數(shù)方程,重要是利用三角函數(shù)中同一角的正弦值平方與它余弦值的平方和等于1的這個(gè)關(guān)系.
解:令x=4cosθ,(0<θ≤2π)
∵sin2θ+cos2θ=1
∴y=3sinθ
∴橢圓的參數(shù)方程為(0<θ≤2π)
[師]此時(shí),我們可以說點(diǎn)(4cosθ,3sinθ)是橢圓上的任意一點(diǎn)嗎?
[生](略加考慮,作答),可以.因?yàn)?x,y)是橢圓上的任意點(diǎn),而x=4cosθ,y=3sinθ,所以(4cosθ,3sinθ)是橢圓上的任意點(diǎn).
注意:(1)橢圓的普通方程化為參數(shù)方程結(jié)果不是惟一的.
(2)把橢圓的普通方程化為參數(shù)方程熟練之后,在求橢圓上的點(diǎn)到定點(diǎn)或定直線的最大、最小距離時(shí),將是很方便的.
[例7]在橢圓上到直線l:3x-2y-16=0距離最短的點(diǎn)的坐標(biāo)是______,最短距離是______.
分析:設(shè)橢圓上的任意一點(diǎn)為M(2cosθ,sinθ)則M點(diǎn)到直線l的距離
∴當(dāng)φ-θ=時(shí),d有最小值
此時(shí),θ=φ-,sinθ=-cosφ=-,cosθ=sinφ=
∴M點(diǎn)坐標(biāo)是()
注意:求最值問題,三角代換是一種常用的方法,而圓、橢圓的參數(shù)方程,實(shí)質(zhì)就是三角代換,它使二元x,y轉(zhuǎn)化為一元θ,將代數(shù)問題轉(zhuǎn)化為三角問題,使問題化繁為簡(jiǎn).
Ⅲ.課堂練習(xí)
(1)已知橢圓的參數(shù)方程(θ是參數(shù)),則它的標(biāo)準(zhǔn)方程是______.
答案:
(2)已知橢圓的方程,以離心角φ為參數(shù),則橢圓的參數(shù)方程是______.
答案:(φ為參數(shù))
(3)已知橢圓的參數(shù)方程(θ為參數(shù)),則此橢圓的長(zhǎng)軸長(zhǎng)是______,短軸長(zhǎng)是______,焦點(diǎn)坐標(biāo)是______,準(zhǔn)線方程是______,離心率______.
答案:2 2F1(0,),F2(0,-)
y=±
(4)曲線(θ為參數(shù))的焦距是______.
答案:2
(5)曲線的參數(shù)方程(θ為參數(shù)),則此曲線是______.
A.橢圓 B.橢圓的一部分
C.線段 D.直線的一部分
答案:C
Ⅳ.課時(shí)小結(jié)
本節(jié)課我們討論了橢圓的參數(shù)方程,以及參數(shù)方程與普通方程的互化,特別是用參數(shù)表示出橢圓上的點(diǎn)后,(三角代換),給求最值問題帶來了很大的方便.同學(xué)們要很好掌握這種方法,需要注意的是:求曲線的參數(shù)方程時(shí),由于所選的參數(shù)不同,求出的參數(shù)方程形式也不一定相同.其次,參數(shù)方程化為普通方程結(jié)果是惟一的,而變通方程化為參數(shù)方程形式是多樣的.
Ⅴ.課后作業(yè)
課本p103習(xí)題8.210,11
●板書設(shè)計(jì)
§8.2.2橢圓的簡(jiǎn)單幾何性質(zhì)(三) 例6的解答 例7的解答 課堂練習(xí) 小結(jié) |
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