直线的参数方程教案word
【设计意图】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,体会数形结合思想.
4. 等价转化,深入探究
问题:如果点 ,M的坐标分别为 ,怎样用参数 表示 ?
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:
因为 ,( ), ,
,所以存在实数 ,使得 ,即
【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
练习
例1.已知直线 与抛物线 交于A,B两点,求线段AB的长度和点 到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:
解法一:由 ,得 .
.
于是 , ,
即 , .
因此,经过定点 ,倾斜角为 的直线的参数方程为
( 为参数).
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?
②参数 的取值范围是什么?
③参数 的几何意义是什么?
总结如下:① , 是常量, 是变量;
② ;
③由于 ,且 ,得到 ,因此 表示直线上的动点M到定点 的距离.当 的方向与数轴(直线)正方向相同时, ;当 的方向与数轴(直线)正方向相反时, ;当 时,点M与点 重合.
2、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.
教师引导学生明确:如果数轴原点为O,数1所对应的点为A,数轴上点M的坐标为 ,那么:
① 为数轴的单位方向向量, 方向与数轴的正方向一致,且 ;②当 与 方向一致时(即 的方向与数轴正方向一致时), ;
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
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?直线的方程有几种形式?
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.
【设计意图】明确参数.
问题(2):如何确定直线 的单位方向向量 ?
教师启发学生:如果所有单位向量起点相同,那么终点的集合就是一个圆.为了研究问题方便,可以把起点放在原点,这样所有单位向量的终点的集合就是一个单位圆.因此在单位圆中来确定直线的单位方向向量.
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 .
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.
教学难点:通过向量法,建立参数 (数轴上的点坐标)与点在直角坐标系中的坐标 之间的联系.
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.圆,椭圆,双曲线,抛物线的参数方程.
【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.
探究:直线 ( 为参数)与曲线 交于 两点,对应的参数分别为 .
(1)曲线的弦 的长是多少?
(2)线段 的中点M对应的参数 的值是多少?
先由学生思考,讨论,最后师生共同得到:
,
【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.
【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、课堂练习
2.已知过点 ,斜率为 的直线和抛物线 相交于A,B两点,设线段AB的中点为M,求点M的坐标.
解:设过点 的直线AB的倾斜角为 ,由已知可得: , .
所以,直线应参数是 ,
所以点M的坐标是 .
【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.
设 , ,由韦达定理得: .
.
由(*)解得 ,
.
所以 .
则
.
解法二、因为直线 过定点M,且 的倾斜角为 ,所以它的参数方程是
( 为参数), 即 ( 为参数).
把它代入抛物线的方程,得 ,
解得 , .
由参数 的几何意义得: ,
.
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】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、单位长度、正方向后成为数轴,为建立直线参数方程作准备.
3. 选好参数
问题(1):当点M在直线 上运动时,点M满足怎样的几何条件?
让学生充分思考后,教师引导学生得出结论:将直线 当成数轴后,直线 上点M运动就等价于向量 变化,但无论向量怎样变化,都有 .因此点M在数轴上的坐标 决定了点M的位置,从而可以选择 作为参数来获取直线 的参数方程.
当 与 方向相反时(即 的方向与数轴正方向相反时), ;
当M与O重合时, ;
③ .教师用几何画板软件演示上述过程.
【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
问题:(1)类比数轴概念,平面直角坐标系中的任意一条直线能否定义成数轴?
(2)把直线当成数轴后,直线上任意一点就有两种坐标.怎样选取单位长度和方向才有利于建立这两种坐标之间的关系?
教师提出问题后,引导学生思考并得出以下结论:选取直线 上的定点 为原点,与直线 平行且方向向上( 的倾斜角不为0时)或向右( 的倾斜角为0时)的单位向量 确定直线 的正方向,同时在直线 上确定进行度量的单位长度,这时直线 就变成了数轴.于是,直线 上的点就有了两种坐标(一维坐标和二维坐标).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.