椭圆的简单几何性质第一课时

发布 2024-02-27 19:35:04 阅读 7202

(一)教学目标。

掌握椭圆的范围、对称性、顶点、离心率这四个几何性质,掌握标准方程中 、 以及 、 的几何意义, 、之间的相互关系,明确怎样用代数的方法研究曲线的几何性质.

(二)教学过程。

【复习引入】

由学生口述,教师板书:

问题1.椭圆的标准方程是怎样的?

问题2.在直角坐标系内,关于轴、 轴、原点对称的点的坐标之间有什么关系?

【探索研究】

1.椭圆的几何性质。

根据曲线的方程研究曲线的几何性质,并正确地画出它的图形,是解析几何的基本问题之一.根据曲线的条件列出方程.如果说是解析几何的手段,那么根据曲线的方程研究曲线的性质、画图、就可以说是解析几何的目的.

下面我们根据椭圆的标准方程来研究椭圆的几何性质.

(1)范围。

引导学生从标准方程 ,得出不等式 , 即 , 这说明椭圆的直线和直线所围成的矩形里(如图),注意结合图形讲解,并指出描点画图时,就不能取范围以外的点.

(2)对称性。

先让学生阅读教材中椭圆的几何性质2.

设问:为什么“把换成 ,或把换 ,或把 、 同时换成 、 时,方程解不变.则图形关于轴、 轴或原点对称”呢?

事实上,在曲线方程里,如果把换成 ,而方程不变,那么当点在曲线上时,点关于轴的对称点也在曲线上,所以曲线关于轴对称.类似地可以证明其他两个命题.

同时应向学生指出:如果曲线具有关于轴对称,关于轴对称和关于原点对称中的任意两种,那么它一定具有另一种对称.

最后强调: 轴、 轴是椭圆的对称轴.原点是椭圆的对称中心即椭圆中心.进而说明椭圆的中心是焦点连线的中点,对称轴是焦点的连线及其中垂线与坐标系无关.因而是曲线的固有性质.

(3)顶点。

引导学生从椭圆的标准方程分析它与轴、 轴的交点,只须令得 ,点 、 是椭圆与轴的两个交点;令得 ,点 、 是椭圆与轴的两个交点.应该强调:椭圆有四个顶点 、

同时还需指出:

(1°)线段和分别叫做椭圆的长轴和短轴,它们的长分别等于和 ;

(2°) 的几何意义: 是椭圆长半轴的长, 是椭圆短半轴的长.

(3°)椭圆的顶点即是椭圆与对称轴的交点,一般二次曲线的顶点即是曲线与其对称轴的交点.

这时教师可作如下小结:由椭圆的范围,对称性和顶点,再进行描点画图,只须描出较少的点,就可以得到较正确的图形.

(4)离心率。

由于离心率的概念比较抽象,教师可直接给出离心率的定义:

椭圆的焦距与长轴长的比 ,叫做椭圆的离心率.

先分析离心率的取值范围:

再结合图表分析离心率的大小对椭圆形状的影响:

(1)当趋近于1时, 趋近于 ,从而越小,因此椭圆越扁平:

(2)当趋近于0时, 趋近于0,从而趋近于 ,因此椭圆越接近于圆.

【例题分析】

例1 求椭圆的长轴和短轴的长、离心率、焦点和顶点的坐标,并用描点法画出它的图形.

分析:只要化为椭圆的标准方程即可求解.

解:把已知方程化成标准方程是。

这里 , 因此,椭圆的长轴和短轴的长分别是和 ,离心率 ,两个焦点分别是和 ,椭圆的四个顶点是 、

(前一部分请一位学生板演,教师予以纠正,后一部分教师讲解,以引起学生重视.)步骤如下:

①列表:将已知方程变形为 ,根据 ,在的范围内算出几个点的坐标 .

②描点作图:先描点画出椭圆在第一象限内的图形,再利用椭圆的对称性就可以画出整个椭圆(如图).

例2 求适合下列条件的椭圆的标准方程。

(1)经过点 ,

(2)长轴长等于20,离心率等于 .

解:由椭圆的几何性质可知, 、分别是椭圆长轴和短轴的一个端点,于是得 , 又因为长轴在轴上,所以所求椭圆的标准方程为 .

(2)由已知得。

由于椭圆的焦点可能在轴上,也可能在轴上,所以所求椭圆的标准方程为或 .

(三)随堂练习。

1.在下列方程所示的曲线中,关于轴、 轴都对称的是( )

a. b. c. d.

2.求下列各椭圆的长轴和短轴的长、离心率、焦点坐标、顶点坐标,并画出草图① ②

3.下列每组椭圆中,哪一个更接近于圆。

① 与 ;② 与 .

答案:1.d 2图略.

(四)总结提炼。

(五)布置作业。

1.椭圆的长轴的端点坐标是( )

a. ,b. ,

c. ,d. ,

2.椭圆与的关系为( )

a.有相等的长、短轴 b.有相等的焦距。

c.有相同的焦点 d.有相同的准线。

3.中心在原点、焦点在轴上,若长轴长为18,且两个焦点恰好将长轴三等分,则此椭圆的方程是( )

a. b.c. d.

4.椭圆的长轴长为短轴长为焦点坐标为离心率为。

5.求适合下列条件的椭圆的标准方程。

(1)椭圆经过两点 ,

(2)长轴是短轴的3倍,椭圆经过点 ;

(3)离心率等于0.8,焦距是8.

答案:1.d 2.b 3.a, 5.(1) (2) 或 (3) 或

(六)板书设计。

节课设计依据“观察,归纳,猜想,证明”及“从特殊到一般”的思想方法,先由学生画图观察去发现椭圆的几何性质,接着引导学生用代数方法进行推证。本设计力求更好地符合学生的认知规律,加强知识发生过程的教学,培养学生的直觉思维能力与逻辑思维能力。

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