双曲线教案完整篇
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2.3.1双曲线及其标准方程
教学目标:
1.知识与技能
掌握双曲线的定义,标准方程,并会根据已知条件求双曲线的标准方程. 2.过程与方法
教材通过具体实例类比椭圆的定义,引出双曲线的定义,通过类比推导出双曲线的标准方程.
3.情感、态度与价值观
通过本节课的学习,可以培养我们类比推理的能力,激发我们的学习兴趣,培养学生思考问题、分析问题、解决问题的能力.
教学重点:双曲线的定义、标准方程及其简单应用
教学难点:双曲线标准方程的推导
授课类型:新授课
教具:多媒体、实物投影仪
教学过程:
一.情境设置
1.复习提问:
(由一位学生口答,教师利用多媒体投影)
问题 1:椭圆的定义是什么?
问题 2:椭圆的标准方程是怎样的?
问题3:如果把上述椭圆定义中的“距离的和”改为“距离的差”,那么点的轨迹会发生什么变化?它的方程又是怎样的呢?
2.探究新知:
(1)演示:引导学生用《几何画板》作出双曲线的图象,并利用课件进行双曲线的模拟实验,思考以下问题。
(2)设问:①|MF
1|与|MF
2
|哪个大?
②点M到F
1与F
2
两点的距离的差怎样表示?
③||MF
1|-|MF
2
||与|F
1
F
2
|有何关系?
(请学生回答:应小于|F
1F
2
| 且大于零,当常数等于|F
1
F
2
| 时,轨迹是以
F 1、F
2
为端点的两条射线;当常数大于|F
1
F
2
| 时,无轨迹)
二.理论建构
1.双曲线的定义
引导学生概括出双曲线的定义:
定义:平面内与两个定点F
1、F
2
的距离的差的绝对值等于常数(小于<|F
1
F
2
|)
的点轨迹叫做双曲线,这两个定点叫做双曲线的焦点,两焦点的距离叫做双曲线的焦距。(投影)
概念中几个关键词:“平面内”、“距离的差的绝对值”、“常数小于21F F ” 2.双曲线的标准方程
现在我们可以用类似求椭圆标准方程的方法来求双曲线的标准方程,请学生思考、回忆椭圆标准方程的推导方法,随即引导学生给出双曲线标准方程的推导(教师使用多媒体演示)
(1)建系
取过焦点F 1、F 2的直线为x 轴,线段F 1F 2的垂直平分线为y 轴建立平面直角坐标系。
(2) 设点
设M (x ,y )为双曲线上任意一点,双曲线的焦距为2c (c>0),则F 1(-c ,0)、F 2(c ,0),又设点M 与F 1、F 2的距离的差的绝对值等于常数2a (2a <2c ).
(3)列式
由定义可知,双曲线上点的集合是P={M|||MF 1|-|MF 2||=2a }. 即:
(4)化简方程
由学生板演,教师巡视。化简,整理得:
移项,两边平方得
两边再平方后整理得
由双曲线定义知
这个方程叫做双曲线的标准方程,它所表示的双曲线的焦点在x 轴上,焦
()(),
22
22
2a y c x y c x =+--
++()()a
y c x y c x 22
22
2±=+--
++()2
22y c x a
a cx +-±=-()()
2
2222222
a c a y a x a c
-=--)
0,0(1)0(,0,2222
2222222>>=->=->-∴>>b a b
y a x b b a c a c a c a c 代入上式整理得设即
点是F 1(-c ,0)、F 2(c ,0),
思考: 双曲线的焦点F 1(0,-c )、F 2(0,c )在y 轴上的标准方程是什么?
学生得到: 双曲线的标准方程:)0(,122
22>>=-b a b
x a y .
注:
(1).双曲线的标准方程的特点:
①双曲线的标准方程有焦点在x 轴上和焦点y 轴上两种:
焦点在x 轴上时双曲线的标准方程为:122
22=-b y a x (0>a ,0>b );
焦点在y 轴上时双曲线的标准方程为:122
22=-b
x a y (0>a ,0>b )
②c b a ,,有关系式222b a c +=成立,且,0,0>>>c b a
其中a 与b 的大小关系:可以为a b a b a ><=,,(2).焦点的位置:从椭圆的标准方程不难看出椭圆的焦点位置可由方程中含字母
2x 、2y 项的分母的大小来确定,分母大的项对应的字母所在的轴就是焦点所在
的轴 而双曲线是根据项的正负来判断焦点所在的位置,即2x 项的系数是正的,
那么焦点在x 轴上;2y 项的系数是正的,那么焦点在y 轴上
三.数学应用
例1已知双曲线两个焦点的坐标为)0,5()0,5(21F F ,-,双曲线上一点P 到
21F F ,的距离之差的绝对值等于8,求双曲线标准方程
解:因为双曲线的焦点在x 轴上,所以设它的标准方程为
122
22=-b
y a x (0>a ,0>b )∵102,82==c a ∴5,4==c a ∴45222=-=b
所求双曲线标准方程为
116
92
2=-y x 变式1:若|PF 1|-|PF 2|=6呢? 变式2:若||PF 1|-|PF 2||=8呢? 变式3:若||PF 1|-|PF 2||=10呢?