2.2.1椭圆及其标准方程教案
南阳中学数学组杨政安
教学目标:
1.掌握椭圆的定义、方程及标准方程的推导;
2.掌握焦点、焦点位置与方程关系、焦距;
3.了解建立坐标系的选择原则.
教学重点:椭圆的标准方程及定义
教学难点:椭圆标准方程的推导
教学方法:引导式
教具准备:多媒体平台、椭圆演示模板、三角板
教学过程
Ⅰ.新课引入:
师:在日常生活中,大家对椭圆已存有一定的认识,大家一起来观看两个图片(椭圆形状的实物);在本章第一节学习了求解曲线方程的基本方法,那么椭圆的曲线方程是什么呢?它有什么特征呢?这一节,我们开始研究椭圆.
Ⅱ.回顾圆的定义和画法:(到一定点的距离为定长的点的轨迹是圆)
如果我们将一个定点改为两个定点,动点到定点的距离定长改为到两个定点的距离的和为定长,则动点的轨迹图形是什么?
Ⅲ.讲授新课:
1、多媒体演示:展示椭圆图形的画法.(要求学生认真观察,思考两个问题:
问题一:到两个定点的距离的和等于一个常数,这个常数与两个定点的距离要满足什么条件才能形成椭圆的图形呢?
问题二:如果这个常数等于或小于两定点的距离以能得到什么图形吗?
2.椭圆定义.(现在我们给椭圆下个定义)
我们把平面内与两个定点F1、F2的距离的和等于常数为2a(两个定点的距离为∣F1F2∣=2c,且2a>2c)的点的轨迹叫椭圆.这两个定点叫椭圆的焦点,两焦点的距离叫椭圆的焦距.
3.椭圆的标准方程:(椭圆的曲线方程是什么呢?下面我们一起来研究椭圆的曲线方程)
一、建系 (你认为该怎样选择坐标系才能使枯燥的方程简单。
)
建立直角坐标系x O y ,使x 轴经过点F 1、F 2,并且O 与线段F 1F 2的中点重合.
二、设点 设动点M (x ,y )是椭圆上任意一点,椭圆的焦距为2c (c >0),那么焦点F 1、F 2的坐标分别是(-c ,0),(c ,0).
又设M 与F 1和F 2的距离的和等于常数2a (2a>2c ).
三、列方程 由椭圆定义,椭圆就是集合
P ={M ∣∣MF 1∣+∣MF 2∣=2a } 因为∣MF 1∣=2
2)(y c x ++ ∣MF 2∣=
22)(y c x +-
所以得:
22)(y c x +++
2
2)(y c x +-=2a
四、化简方程
整理得:(a 2-c 2)x 2+a 2y 2=a 2(a 2-c 2).
由椭圆的定义可知:2a >2c ,即a >c ,故a 2-c 2>0.
令a 2-c 2=b 2,其中b >0,代入上式整理得:
)0(122
22>>=+b a b
y a x 这就椭圆的标准方程[1]的一种形式:
(122
22>>=+b a b
y a x 它的特点是: ①焦点在x 轴上;
②焦点坐标F 1(-c ,0),F 2(c ,0); ③c 2= a 2 - b 2
4、如果椭圆的焦点在y 轴上,则椭圆的方程又是什么呢?
将x 轴,y 轴交换可得椭圆方程[2]:)0(122
22>>=+b a b
x a y
它的特点是:①焦点在y 轴上;②焦点坐标F 1(0,-c ),F 2(0,c );③c 2=a 2-b 2; [小结一]
x
x
①椭圆的标准方程有两种形式; ②两种形式中,总有a >b >0;
③两种形式中,椭圆焦点始终在长轴上; ④a 、b 、c 始终满足c 2=a 2-b 2; ⑤我们再回忆求曲线方程的基本步骤?
(1)、建直角坐标系;(2)、设点;(3)、列方程(等式);(4)、化简方程;(5)、检验。
5.例题讲解:
例1 判定下列椭圆的焦点在?轴,并指明a 2、b 2,写出焦点坐标
①、 ② ③
解①、a 2=25,b 2=16;②a 2=169,b 2=144;③a 2= m 2+1,b 2=m 2
[小结三]:判断椭圆标准方程的焦点在哪个轴上的准则:焦点在分母大的那个轴上。
例2、求适合下列条件的椭圆的标准方程:
(1)两个焦点的坐标分别是(-4,0);(4,0);椭圆上一点P 到两焦点距离之和等于10;
(2)两个焦点的坐标分别是(0,-2)、(0,2),并且椭圆经过点)2
5
,23(-.
解:(1)因为椭圆的焦点在x 轴上,所以设它的标准方程为)0(122
22>>=+b a b
y a x .
∵2a =10, 2c =8 ∴a =5, c =4
∴b 2=a 2-c 2=52-42=9
所以所求椭圆的标准方程为19
252
2=+y x . 解:(2)因为椭圆的焦点在y 轴上,所以设它的标准方程为)0(122
22>>=+b a b
x a y .
由椭圆的定义知:
2a =102)22
5
()23()225()23(2222=-+-+++-
1
16
25
22=+
y x 1
169
144
22=+
y x 11
22
22=++m y m x
∴a =10,又c =2 ∴b 2=a 2-c 2=6
所以所求椭圆方程为
16
102
2=+x y
[小结四] 以上求椭圆方程的方法叫“待定系数法”。
6、课堂练习:
1.平面内到两定点 的距离之和 为4的点M 的轨迹是( )
A.椭圆
B.线段
C.圆
D.以上都不对
2.已知椭圆 上一点P 到椭圆的一个焦点的距离是3,则点P 到另一个焦点的距离是______________。
3.椭圆 的焦点坐标是( )
4.平面内有两个定点的距离是8,写出到这两个定点的距离的和是10的点的轨迹方程。
5.已知三角形ABC 的一边 BC 长为6,周长为16,求顶点A 的轨迹方程
7、思考题:方程 ①、当m 取何值时表示椭圆?
②、当m 取何值时表示焦点在x 轴上的椭圆? ③、当m 取何值时表示焦点在y 轴上的椭圆? 8、课堂小结
(1)、椭圆是怎样定义的; (2)、椭圆的标准方程是什么:
(3)、求椭圆方程的常用的方法有“定义法”,“待定系数法”
师:通过本节学习,要求大家理解并掌握椭圆定义,并熟练掌握椭圆的两种标准方程及应用. 课后作业
课本P 45练习2,3,4
12(2,0),(2,0)F F -2
2
12516
x y +=2
2
2
2(0)x y k k +=
>.(0,)
2
A k
±.(,0)2
B k ±
.(0,)C k ±.(,0)
D k ±22
1
2516x y m m +=-+。