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1、2022年高二數(shù)學(xué)下冊《拋物線的標(biāo)準(zhǔn)方程》教案滬教版
一、教學(xué)內(nèi)容分析
本節(jié)研究的是拋物線,是解析幾何基本思想方法的又一次應(yīng)用.我們從研究已經(jīng)熟悉的拋物線的性質(zhì)入手,概括出了拋物線的定義;運(yùn)用坐標(biāo)的觀點(diǎn),選取適當(dāng)?shù)钠矫嬷苯亲鴺?biāo)系,求得了拋物線標(biāo)準(zhǔn)方程的四種形式.其重點(diǎn)和難點(diǎn)是拋物線定義的得出和求解拋物線標(biāo)準(zhǔn)方程.
在求拋物線的標(biāo)準(zhǔn)方程這一過程中,可以使學(xué)生體會解析幾何將幾何問題代數(shù)化的基本思想,培養(yǎng)用已知解釋未知以及分析、解決問題的能力.
二、教學(xué)目標(biāo)設(shè)計(jì)
1、掌握拋物線的定義,掌握拋物線的四種標(biāo)準(zhǔn)方程.
2、通過對拋物線概念和標(biāo)準(zhǔn)方程的學(xué)習(xí),體驗(yàn)解析法,形成分析和概括的能力.
2、
3、通過對拋物線問題的分析和解決,形成良好的學(xué)習(xí)和思維習(xí)慣,初步形成勇于探索、嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致的科學(xué)態(tài)度.
三、教學(xué)重點(diǎn)及難點(diǎn)
拋物線的概念、拋物線標(biāo)準(zhǔn)方程.數(shù)形結(jié)合思想方法在概念理解與解題中的運(yùn)用.
四、教學(xué)流程設(shè)計(jì)
二次函數(shù)的性質(zhì)
課堂小結(jié)并布置作業(yè)
拋物線的定義
確立拋物線的標(biāo)準(zhǔn)方程
五、教學(xué)過程
(一)拋物線的定義
1.引入課題
我們已經(jīng)學(xué)習(xí)了圓、橢圓、雙曲線三種曲線,今天學(xué)習(xí)第四種曲線——拋物線.同學(xué)們對拋物線已有了哪些認(rèn)識?在物理中,拋物線被認(rèn)為是拋射物體的運(yùn)動軌跡,在函數(shù)中,二次函數(shù)的圖像也被稱之為拋物線.
問題1:拋物線是滿足什么條件的動點(diǎn)的軌跡
3、?
我們知道圓、橢圓、雙曲線的幾何性質(zhì)都是由距離刻畫的,那么拋物線上的點(diǎn)的性質(zhì)能否用距離來刻畫呢?
我們可以從考察最簡單的二次函數(shù)的圖像入手來探索這個問題.
問題1.1二次函數(shù)圖像上的點(diǎn)具有怎樣的幾何性質(zhì)? 2
發(fā)現(xiàn),圖像上的點(diǎn)到定點(diǎn)F()的距離等于到直線y=的距離.
那么,到定點(diǎn)F()的距離與直線y=的距離相等的點(diǎn)是否都在二次函數(shù)的圖像上?因?yàn)橐陨细鞑娇赡嫠源鸢甘强隙ǖ?
問題1.2 是否所有的二次函數(shù)的圖像都具有類似的幾何性質(zhì)?
我們只要看 ,能否作類似的變形即可.
,可以看到,拋物線y=上所有點(diǎn)到定點(diǎn)與定直線相等.
問題1.3 函數(shù)圖像上的點(diǎn)呢?
由的圖像平移
4、而得.其幾何特性不變.
所以拋物線上任意一點(diǎn)到已知定點(diǎn)和定直線的距離相等.
由此,我們能不能說拋物線是到一個定點(diǎn)和一條定直線距離相等的點(diǎn)的軌跡呢?
目前尚不能.軌跡必須既滿足純粹性,又滿足完備性,這里知證明了拋物線上的點(diǎn)所具有的幾何性質(zhì),還未證明其完備性.(證略)
A
F
K
L
我們還可以作一個直觀的演示:把一根直尺固定在畫圖板內(nèi)直線的位置上;把一塊三角板的一條直角邊緊靠著直尺的邊緣;把一條繩子的一端固定在三角板的另一條直角邊上的一點(diǎn)A,截取繩子的長等于從點(diǎn)A到直線的距離AC,并且把繩子的另一端固定在畫圖板的一點(diǎn)F;用一支粉筆扣著繩子,緊靠著三角板的這條直角邊把繩子繃緊,然后
5、使三角板緊靠著直尺左右滑動,這樣粉筆就描出一條曲線.
問題1.4能否從幾何的角度來概括拋物線定義?
定義:平面內(nèi)與一個定點(diǎn)F和一條定直線(定點(diǎn)F不在定直線上)的距離相等的點(diǎn)的軌跡叫做拋物線.點(diǎn)F叫做拋物線的焦點(diǎn),直線叫做拋物線的準(zhǔn)線.
思考:如果定點(diǎn)F在定直線上,動點(diǎn)的軌跡是什么?
(二)拋物線的標(biāo)準(zhǔn)方程
問題2 如何求拋物線的標(biāo)準(zhǔn)方程?
設(shè)定點(diǎn)F到定直線的距離為(定點(diǎn)不在定直線上),下面,我們來求拋物線的方程.
問題2.1 首先要建立直角坐標(biāo)系,如何建立直角坐標(biāo)系?
以對稱軸為x軸,原點(diǎn)定在何處?由學(xué)生思考:可能出現(xiàn)的結(jié)果:
F
F
6、F
(1) (2) (3)
可供選擇的原點(diǎn)的位置:一、準(zhǔn)線與對稱軸交點(diǎn),二、焦點(diǎn),三、前述兩點(diǎn)的中點(diǎn).
(1)和(2)中的方程都含有常數(shù)項(xiàng),而(3)的形式更簡單.
我們按上述第三種方法(如圖3),取經(jīng)過且垂直于準(zhǔn)線的直線為軸,軸與相交于,以線段的中垂線為軸,且使位于軸正半軸,建立直角坐標(biāo)系,所得到的方程叫做拋物線的標(biāo)準(zhǔn)方程.其中是焦點(diǎn)到準(zhǔn)線的距離.
問題2.3 頂點(diǎn)在原點(diǎn),焦點(diǎn)在y軸正半軸,焦點(diǎn)在x軸負(fù)半軸,焦點(diǎn)在y軸負(fù)半軸.你能寫出這三種情況下拋物線的方程嗎?除了按定義推導(dǎo)
7、外,有沒有簡單的方法?
選擇焦點(diǎn)在y正半軸,定點(diǎn)在原點(diǎn)的拋物線,求它的方程.
(1)
(2)坐標(biāo)變換. 對于,若是將它的坐標(biāo)逆時針旋轉(zhuǎn),得到的拋物線的方程:.
同理也可以求出其它情況,完成下列表格:
標(biāo)準(zhǔn)方程
圖形
頂點(diǎn)
對稱軸
焦點(diǎn)
準(zhǔn)線
(0,0)
x軸
(,0)
(0,0)
x軸
(-,0)
(0,0)
y軸
(0, )
(0,0)
y軸
(0,-)
我們把上述四種位置的拋物線方程都稱為拋物線的標(biāo)準(zhǔn)方程.
由列表知,若給出拋物線標(biāo)準(zhǔn)方程,就可以找到拋物線的焦點(diǎn)坐標(biāo)與準(zhǔn)線方程,反之,若拋物線頂
8、點(diǎn)在原點(diǎn),已知焦點(diǎn)坐標(biāo)或準(zhǔn)線方程(取其一)就可以寫出拋物線標(biāo)準(zhǔn)方程.
問題2.4 回到最初的問題,y=x222222的圖像是怎樣的拋物線呢?
y=x222222的圖像是頂點(diǎn)在坐標(biāo)原點(diǎn),焦點(diǎn)在y軸正半軸上的拋物線。請學(xué)生寫出焦點(diǎn)坐標(biāo)與準(zhǔn)線方程.
鞏固練習(xí):如果將方程改為y=-2x2呢?寫出它的焦點(diǎn)坐標(biāo)與準(zhǔn)線方程.如果該曲線上有一點(diǎn)到焦點(diǎn)的距離是4,試問,它到y(tǒng)軸的距離是多少?你能求出它的坐標(biāo)嗎?
(三)小結(jié)與作業(yè)
1) 小結(jié)
回顧本節(jié)課的學(xué)習(xí)過程,請學(xué)生作一小結(jié).
我們從一個熟悉的二次函數(shù)出發(fā),通過探究二次函數(shù)的圖像的幾何特性,學(xué)習(xí)了拋物線的定義,為拋物線建立了四種形式的標(biāo)準(zhǔn)方程.為什么把這種性質(zhì)的曲線稱為拋物線呢?因?yàn)閽伾湮矬w的軌跡也具有這種性質(zhì).
2) 習(xí)題冊1,2,3,4