高二数学教案8.6抛物线的简单几何性质(一)
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课题:8.6抛物线的简单几何性质(一)教学目的:
1.掌握抛物线的范围、对称性、顶点、离心率等几何性质;
2.能根据抛物线的几何性质对抛物线方程进行讨论,在此基础上列表、描点、画抛物线图形;
3.在对抛物线几何性质的讨论中,注意数与形的结合与转化
教学重点:抛物线的几何性质及其运用
教学难点:抛物线几何性质的运用
授课类型:新授课
课时安排:1课时
教具:多媒体、实物投影仪
内容分析:
“抛物线的简单几何性质”是课本第八章最后一节,它在全章占
本节知识在生产、生活和科学技术中经常用到,也是大纲规定的必须掌握的内容,还是将来大学学习的基础知识之一
对于训练学生用坐标法解题,本节一如前面各节一样起着相当重要
研究抛物线的几何性质和研究椭圆、双曲线的几何性质一样,按范围、对称性、顶点、离心率顺序来研究,完全可以独立探索得出结已知抛物线的标准方程,求它的焦点坐标和准线方程时,首先要判断抛物线的对称轴和开口方向,一次项的变量如果为x(或y),则x轴(或y轴)是抛物线的对称轴,一次项的符号决定开口方向,由已知条件求抛物线的标准方程时,首先要根据已知条件确定抛物线标准方程的类型,再求出方程中的参数p
本节分两课时进行教学第一课时内容主要讲抛物线的四个几何性质、抛物线的画图、例1、例2、及其它例题;第二课时主要内容焦半径公式、通径、例3
教学过程:
一、复习引入:
1.抛物线定义:
平面内与一个定点F和一条定直线l的距离相等的点的轨迹叫做定点F叫做抛物线的焦点,定直线l叫做抛物线的准线2.抛物线的标准方程:
相同点:(1)抛物线都过原点;(2)对称轴为坐标轴;(3)准线都与对称轴垂直,垂足与焦点在对称轴上关于原点对称它们到原点的
距离都等于一次项系数绝对值的
4
1
,即242p p =
不同点:(1)图形关于X 轴对称时,X 为一次项,Y 为二次项,方程右端为px 2±、左端为2y ;图形关于Y 轴对称时,X 为二次项,Y 为一次项,方程右端为py 2±,左端为x (2)开口方向在X 轴(或
Y 轴)正向时,焦点在X 轴(或Y 轴)的正半轴上,方程右端取正号;开口在X 轴(或Y 轴)负向时,焦点在X 轴(或Y 轴)负半轴
二、讲解新课: 抛物线的几何性质 1.范围
因为p >0,由方程()022>=p px y 可知,这条抛物线上的点M 的坐标(x ,y)满足不等式x≥0,所以这条抛物线在y 轴的右侧;当x 的值增大时,|y|也增大,这说明抛物线向右上方和右下方无限延伸. 2.对称性
以-y 代y ,方程()022>=p px y 不变,所以这条抛物线关于x 轴对
称,我们把抛物线的对称轴叫做抛物线的轴. 3.顶点
抛物线和它的轴的交点叫做抛物线的顶点.在方程()022>=p px y 中,当y=0时,x=0,因此抛物线()022>=p px y 的顶点就是坐标原点. 4.离心率
抛物线上的点M 与焦点的距离和它到准线的距离的比,叫做抛物线的离心率,用e 表示.由抛物线的定义可知,e=1. 对于其它几种形式的方程,列表如下:
()
022>=p py
x
()0,0
y 轴
⎪⎭
⎫ ⎝⎛2,0p 2
p
y -
= 1=e ()
022>-=p py
x
()0,0
y 轴
⎪⎭⎫ ⎝
⎛
-2,0p
2
p
y =
1=e
注意强调p 的几何意义:是焦点到准线的距离
抛物线不是双曲线的一支,抛物线不存在渐近线
通过图形的分析找出双曲线与抛物线上的点的性质差异,当抛物线上的点趋向于无穷远时,抛物线在这一点的切线斜率接近于对称轴所在直线的斜率,也就是说接近于和对称轴所在直线平行,而双曲线上的点趋向于无穷远时,它的切线斜率接近于其渐近线的斜率
附:抛物线不存在渐近线的证明.(反证法) 假设抛物线y 2=2px 存在渐近线y =mx +
n ,A (x ,y )为抛物线上一点,
A 0(x ,y 1)为渐近线上与A 横坐标相同的点如图, 则有px y 2±=和y 1=mx +n .
x
y
A 0A
O
∴ px n mx y y 21 +=-
x
p
x
n m x 2 +
⋅= 当m ≠0时,若x →+∞,则+∞→-y y 1
当m =0时,px n y y 21 =-,当x →+∞,则+∞→-y y 1 这与y =mx +n 是抛物线y 2=2px 的渐近线矛盾,所以抛物线不存在渐近线
三、讲解范例:
例1 已知抛物线关于x 轴为对称,它的顶点在坐标原点,并且经过点
)22,2(-M ,求它的标准方程,并用描点法画出图形.
分析:首先由已知点坐标代入方程,求参数p .
解:由题意,可设抛物线方程为px y 22=,因为它过点)22,2(-M , 所以 22)22(2⋅=-p ,即 2=p 因此,所求的抛物线方程为x y 42=.
将已知方程变形为x y 2±=,根据x y 2=计算抛物线在0≥x 的范围内几个点的坐标,得
描点画出抛物线的一部分,再利用对称性,就可以画出抛物线的另一
点评:在本题的画图过程中,如果描出抛物线上更多的点,可以发现这条抛物线虽然也向右上方和右下方无限延伸,但并不能像双曲线那样无限地接近于某一直线,也就是说,抛物线没有渐近线. 例2 探照灯反射镜的轴截面是抛物线的一部分,光源位于抛物线的焦点处,已知灯的圆的直径60cm ,灯深为40cm ,求抛物线的标准方程和焦点位置.
分析:这是抛物线的实际应用题,设抛物线的标准方程后,根据题设条件,可确定抛物线上一点坐标,从而求出p 值.
解:如图,在探照灯的轴截面所在平面内建立直角坐标系,使反光镜的顶点(即抛物线的顶点)与原点重合,x 轴垂直于灯口直径.
设抛物线的标准方程是px y 22 (p >0).