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直线的参数方程教案

直线的参数方程教学目标:1. 联系数轴、向量等知识,推导出直线的参数方程,并进行简单应用,体会直线参数方程在解决问题中的作用.2.通过直线参数方程的推导与应用,培养综合运用所学知识分析问题和解决问题的能力,进一步体会运动与变化、数形结合、转化、类比等数学思想.3. 通过建立直线参数方程的过程,激发求知欲,培养积极探索、勇于钻研的科学精神、严谨的科学态度.教学重点:联系数轴、向量等知识,写出直线的参数方程.t(数轴上的点坐标)与点在直角坐标系中的坐标之间教学难点:通过向量法,建立参数y,x的联系.教学方式:启发、探究、交流与讨论.教学手段:多媒体课件.教学过程:一、回忆旧知,做好铺垫教师提出问题:1.曲线参数方程的概念及圆与椭圆的参数方程.2.直线的方向向量的概念.3.在平面直角坐标系中,确定一条直线的几何条件是什么?4.已知一条直线的倾斜角和所过的一个定点,请写出直线的方程.5.如何建立直线的参数方程?这些问题先由学生思考,回答,教师补充完善,问题5不急于让学生回答,先引起学生的思考.【设计意图】通过回忆所学知识,为学生推导直线的参数方程做好准备.二、直线参数方程探究1.回顾数轴,引出向量数轴是怎样建立的?数轴上点的坐标的几何意义是什么?教师提问后,让学生思考并回答问题.t,那的坐标为,数轴上点所对应的点为,数教师引导学生明确:如果数轴原点为O1AM 么:OAOMOM?tOAOAOA方②当与方向与数轴的正方向一致,且①为数轴的单位方向向量,;0t?OM的方向与数轴正方向一致时),;向一致时(即0t?OMOMOA 的方向与数轴正方向相反时),与方向相反时(即当;0t? M与O重合时,;当.教师用几何画板软件演示上述过程.③t|OM|?【设计意图】回顾数轴概念,通过向量共线定理理解数轴上的数的几何意义,为选择参数做准备.2.类比分析,异曲同工任意一条平面直角坐标系中的)类比数轴概念,问题:(1 直线能否定义成数轴?就有两种)把直线当成数轴后,直线上任意一点(2两种坐标坐标.怎样选取单位长度和方向才有利于建立这之间的关系?选取结论:教师提出问题后,引导学生思考并得出以下lll的(向上M平行且方向上的定点直线为原点,与直线0llle 的正方向,同时在直线确定直线时)或向右(的倾斜角为0时)的单位向量倾斜角不为0ll(一于是,直线上确定进行度量的单位长度,这时直线上的点就有了两种坐标就变成了数轴.维坐标和二维坐标).在规定数轴的单位长度和方向时,与平面直角坐标系的单位长度和方向保持一致,有利于建立两种坐标之间的联系.正方单位长度、【设计意图】使学生明确平面直角坐标系中的任意直线都可以在规定了原点、向后成为数轴,为建立直线参数方程作准备.选好参数,柳暗花明3.l MM在直线满足怎样的几何条件?上运动时,点1问题():当点ll运动就上点当成数轴后,直线M让学生充分思考后,教师引导学生得出结论:将直线te?MMMMt决M变化,但无论向量怎样变化,都有在数轴上的坐标等价于向量.因【设此点00lt M的位置,从而可以选择的参数方程.作为参数来获取直线定了点.计意图】明确参数le的单位方向向量?如何确定直线)(问题2:那么终教师启发学生:如果所有单位向量起点相同,以把起点的集合就是一个圆.为了研究问题方便,可就是一点放在原点,这样所有单位向量的终点的集合.个单位圆.因此在单位圆中来确定直线的单位方向向量.??l的从而明确直线教师引导学生确定单位方向向量,在此基础上启发学生得出,),sine?(cos?来确定.方向向量可以由倾斜角???0sin??0?le时,当的单位方向向量,所以直线的方向总是向上.综合运用所学知识,获取直线的方向向量,培养学生探索精神,体会数形结合思【设计意图】想.等价转化,深入探究4.t的坐标分别为,M表示?问题:如果点,怎样用参数M、))(x,y(x,y yx,000教师启发学生回顾向量的坐标表示,待学生通过独立思考并写出参数方程后再全班交流.过程如下:????),y?yy)?(x?xxMM?(x,y)?(, ),,(因为,),sin(cose?)?[0,00000Rt?teMM//eMM?又,使得,所以存在实数,即00??.),sin?t(cos?(x?x,yy)00??sinty?y?xx??tcos,,于是00??siny?y?x?x?tcost.,即00?)(x,yM,倾斜角为的直线的参数方程为因此,经过定点00?costx?x??0t为参数).(??sin?ty?y?0教师提出如下问题让学生加强认识:①直线的参数方程中哪些是变量?哪些是常量?t②参数的取值范围是什么?t的几何意义是什么?③参数?t,x,y y,x是常量,总结如下:①,是变量;00R?t ②;tteMM?tM?M表示直线上的动点M③由于,得到,且,因此到定点1?|e|00t?0MMMM M的方向与数轴(直的方向与数轴(直线)正方向相同时,;当的距离.当000t?0t?0M;当与点线)正方向相反时,时,点M重合.0【设计意图】把向量转化为坐标,获得了直线的参数方程,在此基础上分析直线参数方程的特点,体会参数的几何意义.三、运用知识,培养能力2交于A,B两点,求线段AB的长度和点到例1.已知直线与抛物线xy?01?l:x?y?1,2)(?M A,B两点的距离之积.先由学生思考并动手解决,教师适时点拨、引导,鼓励一题多解,学生可能有以下解法:x?y?1?0?2.解法一:由,得(*)?0x?x?1?2y?x?设,,由韦达定理得:.1x????1,B(x,y)x?x?x,A(xy)2121221122?4xx?2?5?AB?1?k10(x?x)?.211251??1?5?)解得*由(,x??,x12225?3?53.?,y??y21225?5?1?53??1?53所以.((,)A,),B2222?1?53?5?1?53?5则2222)?)(2??(?1?MAMB?(?1??)?)(2?2222.2?4?5?3?5?3?3?ll,所以它的参数方程是解法二、因为直线的倾斜角为过定点M,且4?32??cost1?x??x??1?t????42tt 为参数).(为参数),即(??32???sinty?2?t?y?2???4?22?2t?t2?0,把它代入抛物线的方程,得?2?10?2?10,.解得?t?t1222t的几何意义得:,由参数10??t?tAB21MA?MB?tt?2.21在学生解决完后,教师投影展示学生的解答过程,予以纠正、完善.然后进行比较:在解决直线上线段长度问题时多了一种解决方法.【设计意图】通过本题训练,使学生进一步体会直线的参数方程,并能利用参数解决有关线段长度问题,培养学生从不同角度分析问题和解决问题能力以及动手能力.?cost?x?x?0t为参数)与曲线交于(两点,对应的参数分探究:直线M,M)y?f(x?21?sint?y?y?0别为.tt,21(1)曲线的弦的长是多少?MM21t的值是多少?M对应的参数(2)线段的中点MM21先由学生思考,讨论,最后师生共同得到:t?t()1MM?t?t,21?t(2)21212【设计意图】通过特殊到一般,及时让学生总结有关结论,为进一步应用打下基础,培养归纳、概括能力.22yx l??1,交椭圆作直线的中例2、经过点于A,B两点.如果点M恰好为线段AB(2,1)M164l的方程.点,求直线l上的定点写出直线的参数方程,然后与椭圆的方程联立,M作为直线分析:引导学生以l0t?tt?t,的斜率.教师板书,过程如下:,则由求出直线A,B设两点对应的参数分别为2121?cost?2?x?lt为参数),的参数方程为(解:设过点的直线(2,1)M??sint?1?y?代入椭圆方程,整理得22???)?84(cos?(3sin?2sin?1)t0?.因为点M在椭圆内,这个方程必有两个实根,设A,B两点对应的参数分别为,tt,21??)?4(cos2sin.则???tt212??3sin1t?t???0cos?2sin.因为点M为线段AB,即的中点,所以210?21?l.的斜率于是直线??k?tan21l的方程是,即.因此,直线2)?(x?y?1?0?y4?x?22教师引导学生课下用其他方法解决.l的方程怎样的解法对一般圆锥曲线适用吗?把“中点”改为“三等分点”,直线:例2思考求?由学生课下解决.【设计意图】体会直线参数方程在解决弦中点问题时的作用.四、自主解决,深入理解42?2xy相交于A,B的直线和抛物线两点,斜率为,设线段已知过点AB的中点为M,(2,0)P3的坐标.M求点.本题由学生独立完成,教师补充完善.34???.解:设过点的直线AB的倾斜角为,,由已知可得:??sincos(2,0)P553?t2?x???5t所以,直线的参数方程为(为参数).?4?ty??5?22,整理得.代入x?2y0??15t?508ttt?15的相应参数是,中点M21?t?162341所以点M的坐标是.)(,416【设计意图】注重知识的落实,通过问题的解决,使学生进一步理解所学知识.五、归纳总结,提升认识先让学生从知识、思想方法以及对本节课的感受等方面进行总结.教师在学生总结的基础上再进行概括.1.知识小结本节课联系数轴、向量等知识,推导出了直线的参数方程,并进行了简单应用,体会了直线参数方程在解决有关问题时的作用.2.思想方法小结在研究直线参数方程过程中渗透了运动与变化、类比、数形结合、转化等数学思想.【设计意图】对学习内容有一个整体的认识,培养归纳、概括能力.六、布置作业,巩固提高1. 教材P39—1,3 ;x?x?at?0ltt的请思考参数为参数)(为常数,2. 思考题:若直线,的参数方程为b,a?y?y?bt?0意义.【设计意图】使学生进一步巩固所学知识,加深对知识的理解,为学有余力的学生提供思考的空间.七、板书设计直线的参数方程1.直线的参数方程教案设计说明 3.例题分析2.弦长公式本节课研究了直线的参数方程,并进行了简单的应用.本节课注重知识的产生过程,培养学生综合运用所学知识分析问题和解决问题的能力.在教学过程中渗透运动与变化、数形结合、类比、转化等数学思想,关注学生的参与和知识的落实.本节课选择直线的参数方程的参数是比较困难的,这是因为从确定直线的几何条件较难联想到“距离”.因此在教学中除了复习预备知识以外,还复习了数轴.联系数轴上点的坐标的几何意义,类比得到平面直角坐标系中的任意一条直线都可以当成数轴,这样直线上任意一点tt建立直线的参数方从而,为直线参数方程中的参数.因此可以选择坐标表示,就可以用坐标.?之间关系的问题.及倾斜角程就转化为建立坐标与坐标这样设计既注重了知识的产生t y,x00过程,又使学生深刻理解了参数的几何意义.在教学过程中,注重以教师为主导,学生为主体的教学模式.在实施教学和完成教学目标的过程中,适时将学生分组讨论、师生对话、学生动手、学生归纳小结等方式服务于“参数方程”知识的重点和难点的教学中,充分体现了以人为本,鼓励全体学生参与以及重视学法指导的教学新理念.本节课恰当地利用多媒体辅助教学,增强了教学中的直观性.。

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