高中解析几何教学研究
二、高中解析几何教学思考
在解析几何教学中,实施思想结构分拆教学 策略,有助于学生形成完整、清晰、稳定、持久 、良序的认知结构和认知层次,使学生全面掌握 和灵活应用解析几何基本思想.分拆是手段,通 过分拆,扩散信息,展示思想结构的逻辑意义, 使学生对信息的检索更加容易进行,便于知识的 提取,能够清晰识别和领会思想方法;分拆的目 的在于整合,整合是目标,在几何问题代数化和 代数问题几何化之间建立高强度的联系,使学生 牢固观念.所以,思想结构分拆教学策略,重在 分拆,旨在整合.
(4)过原点的圆系:x a2 y b2 a2 b2或x2 y2 Dx Ey 0;
(5)过两已知圆交点的圆系:x2 y2 D1x E1y F1 x2 y2 D2x E2 y F2 0 不含C2 ; 或x2 y2 D2x E2 y F2 x2 y2 D1x E1y F1 0 不含C1 .(其中为参数)
几何
渐近线(双曲线)、准线、
线
抛物线
性质
离心率。(通径、焦半径)
几种常见的圆系:
(1)同心圆系:x
a2
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
y
b2
r2 a,r为参数或x2
y2
Dx
Ey
F
0
D,E为常数,F为 且D2 E2 4F 0
参数,
(2)圆心在x轴上的圆系:x a2 y2 r2a,r为参数或x2 y2 Dx F 0 D,F为参数,且D2 4F 0 ;
(3)圆心在x轴上的圆系:x2 y b2 r2 b,r为参数或x2 y2 Ey F 0 E,F为参数,且E2 4F 0 ;
直线与圆锥曲线的位置关系:
1.直线l:Ax
By
C
0,二次曲线C: Ax
By
f x, y
C 0
0的位置关系:交点个数与方程组有几组解一一对应,
其交点坐标就是方程组的解;2.弦长:AB 1 k 2 x1 x2 k为直线l的斜率
3.椭圆上M x0 ,
y0
点处的切线为:x0 x
a2
y0 y b2
一、高中解析几何起源
解析几何的产生对数学发展的影响
解析几何的建立第一次真正实现了几何方 法与代数方法的结合,使形与数统一起来,这是 数学发展史上的一次重大突破。作为变量数学发 展的第一个决定性步骤,解析几何的建立对于微 积分的诞生有着不可估量的作用。
二、高中解析几何教学思考
平面解析几何课程: 高中解析几何课程是一门以解析几何学的基 本内容和思想为背景材料,用代数方法研究平面 几何问题的学科.课程内容主要包括空间坐标系 、直线与圆的方程、圆锥曲线、参数方程与极坐 标等.这些内容是初中平面几何学习的继续、内 容的扩充、方法的提升,是初等代数演绎的载体 、应用的平台,是学生升入大学继续学习空间解 析几何、线性代数和微积分的基础.高中解析几 何课程在整个初等数学中占据非常重要的地位.
一、高中解析几何起源
笛卡尔
1637年,法国的哲学家和 数学家笛卡尔发表了他的著作 《方法论》,这本书的后面有 三篇附录,一篇叫《折光学》 ,一篇叫《流星学》,一篇叫 《几何学》。
笛卡尔的中心思想是建立 起一种“普遍”的数学,把算 术、代数、几何统一起来。
一、高中解析几何起源
笛卡尔及其著作
1637年迪卡尔写的《更好地指导推理和寻求科 学真理的方法论》(简称《方法论》),一书出 版,这是一本哲学的经典著作,包括三个著名的 附录:《几何》、《折光》和《陨星》。《几何 》是他写的唯一一本數学书,他关于坐标几何的 思想,就包括在这本《几何》中。其他著作有《 思想的指导法则》《世界体系》、《哲学原理》 和《音乐概要》等。
二、高中解析几何教学思考
高中解析几何既是一种重要的数学思想,也 是一种重要的数学方法,其核心是数形结合的思 想方法,这一思想方法在初等数学的其它领域也 有广泛的应用.同时,在解决解析几何问题过程 中,还要用初等数学中许多其它的思想方法,如 映射、化归、方程、函数、分类、变换、参数等 思想方法,高中解析几何可谓数学思想的“战场 ”.
截距式:x y 1 a 0,b 0 ab
和适用范围.
直
一般式:Ax By C 0AB 0
线 的
两直线平行
k1 k2,且b1 b2.或A1B2 A2B1且A1C3 A2C1.
方
平面内两条
两直线垂直
k1 k2 1或A1A2 B1B2 0.
程
位置关系
两直线相交
两直线斜交
k1 k2或A1B2 A2B1.
.
00,900 A1A2 B1B2
0
三、高中解析几何教学策略
圆的方程
标准方程:
以AB为直径圆方程:
(x-a)2+(y-b)2=r2
x x1x x2 y y1y y2 0
二元二次方程
一般方程:
Ax2 Bxy Cy2 Dx Ey F 0
x2+y2+Dx+Ey+F=0(D2+E2-4F>0)
一、高中解析几何起源
几何学的起源也十分久远,它产生于早期 人类的社会实践,从人类对实物形状的认识开 始。而促进几何学产生的直接原因与土地测量 与天文活动有关。
今天的“几何”(Geometry)一词,源于 希腊语,本意是指测量术。
早期文明中的几何学内容基本都是与几何 形体的度量计算以及测量有关。
一、高中解析几何起源
空间两点间距离、中点坐标公式
三、高中解析几何教学策略
几种常见的直线系:
(1)共点Px0,y0 直线系:y y0 k(x x0 );特殊地y kx b表示过点(0,b)的直线系,不包括y轴.
(2)平行直线系:y kx b(k为参数)表示斜率为k的平行直线系;Ax By (为参数)表示与已知
二、高中解析几何教学思考
解析几何思想结构: 数形结合思想的教学是高中解析几何教学的 核心.但数形结合思想在解析几何课程内容中的 体现往往并不是显性的,并且,由于几何问题代 数化和代数问题几何化本身是融为一体的,这直 接导致学生对数形结合思想的理解处于一种模糊 状态,不能形成牢固的几何问题代数化和代数问 题几何化观念.
两直线重合
k1 k2,且b1 b2.或A1B2 A2B1且A1C3 A2C1.
点点距
P1P2 x2 x12 y2 y12 .
距离
点线距
d Ax0 By0 C A2 B2
两直线夹角
线线距
d C1 C2 A2 B2
tan
k1 k2 1 k1k2
A1B2 A1 A2
A2B1 B1B2
二、高中解析几何教学思考
解析几何核心概念的形成与课程知识结构教 学内容:
(1)曲线与方程概念形成过程——几何量算术化—构 造代数方程—求解轨迹方程—形成核心概念 (2)曲线与方程定义——存在性与完备性 (3)数形结合基本思想——几何问题代数化—代数问 题几何化—代数化与几何化统一 (4)解析几何基本原理——映射(化归) (5)解析几何知识结构——概念、思想、原理、研究 对象(曲线类型)及其关系教学方式:讲授,师生交流 、探索
二、高中解析几何教学思考
解析几何核心概念统领 高中解析几何是以曲线与方程概念为核心, 总体统领解析几何知识结构,曲线与方程概念是 数形结合思想方法的内核,也是直线方程、圆方 程、椭圆方程、双曲线方程、抛物线方程的上位 概念,解析几何知识结构直接依曲线与方程概念 而展开.因此,曲线与方程概念在解析几何知识 结构中居统领地位.
1;4.双曲线上M x0 ,
y0
点处的切线为:x0
a
x
2
y0 y b2
1
三、高中解析几何教学策略
曲线与方程
求曲线的方程 画方程的曲线
轨迹方程的求法:直接法、 定义法、相关点法、参数法
纯粹性与
求两曲线的交点
完备性
圆 锥
椭圆
定义及标准方程
范围、对称性、顶点、焦点、 长轴(实轴)、短轴(虚轴)
曲
双曲线
Ax By C 0平行的直线系;Bx Ay (为参数)表示与已知Ax By C 0垂直的直线系.
(3)过两直线交点的直线系:为参数A1x By1 C1 A2 x By2 C2 0不包括l2 ; A2 x By2 C2 A1x By1 C1 0不包括l1 .
三、高中解析几何教学策略
倾斜角与斜率
倾斜角α[00,1800) 和斜率k=tanα的变化
点斜式:y y0 kx x0
斜截式:y kx b
注意(1)截距可
直线方程
y y1 两点式:y2 y1
x x1 x2 x1
x1
x2 ,
y1
y2
正,可负,也可 为0;(2)方程 各种形式的变化
十六世纪以后,由于生产和科学技术的发 展,天文、力学、航海等方面都对几何学提出 了新的需要。比如,德国天文学家开普勒发现 行星是绕着太阳沿着椭圆轨道运行的,太阳处 在这个椭圆的一个焦点上;意大利科学家伽利 略发现投掷物体是沿着抛物线运动的。这些发 现都涉及到圆锥曲线,要研究这些比较复杂的 曲线,原先的一套方法显然已经不适应了,这 就导致了解析几何的出现。
对数论、解析几何、概率论 三个方面都有重要贡献。
一、高中解析几何起源
费马及其著作
1629年他写出了一本《平面和立体的轨迹论 》,书中说,他找到了一个研究有关曲线问题的 普方法。
费马把他的一般原理叙述为:“只在最后的 方程里出现两个末知量,我们就得到一个轨迹, 这两个量之一,其末端就描绘出一条直线或曲线 ”。
方 程
直线和圆的 位置关系
相切
0,或d r
1 k 2 x1 x2 2 4x1x2
相交
0,或d r
几何法:AB 2 r2 d 2
圆和圆的位 置关系
空间直角坐标系