双曲线教案[1]_双曲线完整教案
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2.2.1 双曲线及其标准方程
一、教学目标
1.通过试验体会双曲线图形,从中抽象出双曲线定义,通过讨论能正确说出双曲线定义.2.会画双曲线简图.3.能由椭圆标准方程的推导过程类比推导双曲线标准方程,熟记双曲线标准方程.4.能根据条件确定双曲线的标准方程及简单应用.二、教学重点(难点)
1.教学重点:双曲线的定义和双曲线的标准方程.2.教学难点:双曲线的标准方程的推导.三、教学过程
第一环节 双曲线的定义
1.椭圆的定义是什么?(学生回答,教师板书)平面内与两定点F1、F2的距离的和等于常数(大于|F1F2|)的点的轨迹叫做椭圆.教师要强调条件:(1)平面内;(2)到两定点F1、F2的距离的和等于常数;(3)常数2a>|F1F2|.2.提出问题
椭圆是平面内一个动点到两个定点距离之和等于定长的点的轨迹,当然这个定长要大于这两个定点之间的距离.那么,平面上到两定点距离差等于定长的点的轨迹是什么? 3.简单实验(边演示、边说明)做拉链试验
取一条拉链,拉开它的一部分,在拉开的两边上各选择一点,分别固定在点F1,F2上,把笔尖放在点M处,随着拉链逐渐拉开或者闭拢,笔尖所经过的点就画出一条曲线.(1)演示图形
4.应该如何描述出动点M所满足的几何条件? 5.还有其他约束条件吗? 发现问题:(1)当2a2c时,(2)当2a2c时,(3)当2a2c时,(4)当2a =0时,6.定义
在上述基础上,引导学生概括双曲线的定义:
平面内与两定点F1 ,F2的距离的差的绝对值是常数(小于|F1F2|)的点的轨迹叫做双曲线.这两个定点F1 ,F2叫做双曲线的焦点,两个焦点之间的距离叫做焦距.指出:双曲线的定义可以与椭圆相对照来记忆,不要死记.第二环节
画出双曲线简图 第三环节
双曲线的标准方程
现在来研究双曲线的方程.我们可以类似求椭圆的方程的方法来求双曲线的方程.这时设问:求椭圆的方程的一般步骤方法是什么?不要求学生回答,主要引起学生思考,随即引导学生给出双曲线的方程的推导.标准方程的推导:(1)建系设点
取过焦点F1、F2的直线为x轴,线段F1F2的垂直平分线为y轴(如图2-24)
建立直角坐标系.设M(x,y)为双曲线上任意一点,双曲线的焦距是2c(c>0),那么F1、F2的坐标分别是(-c,0)、(c,0).又设点M与F1、F2的距离的差的绝对值等于常数.(2)点的集合由定义可知,双曲线就是集合:
P={M||M F1|-|M F2||=2a}={M|M F1|-|M F2|=±2a}.(3)代数方程
(4)化简方程(由学生演板)将这个方程移项,两边平方得:
化简得:
两边再平方,整理得:(c2-a2)x2-a2y2=a2(c2-a2).(以上推导完全可以仿照椭圆方程的推导.)由双曲线定义,2c>2a 即c>a,所以c2-a2>0. 设c2-a2=b2(b>0),代入上式得: b2x2-a2y2=a2b2.这就是双曲线的标准方程.两种标准方程的比较(引导学生归纳):
x2y2(1)221(a>0 ,b>0)表示焦点在x轴上的双曲线,焦点是
abF1(-c,0)、F2(c,0),这里c2a2b2;y2x2(2)221(a>0 ,b>0)表示焦点在x轴上的双曲线,焦点是
abF1(0,-c)、F2(0,c),这里cy互换即可得到)
教师指出:
2a2b2;(只须将(1)方程的x、(1)如果x2项的系数是正的,那么焦点在x轴上;如果y2项的系数是正的,那么焦点在y轴上.注意有别于椭圆通过比较分母的大小来判定焦点在哪一坐标轴上.(2)双曲线标准方程中a、b、c的关系是c2a2b2不同于椭圆方程中c2a2b2.第四环节
应用反馈
例1:已知双曲线上一点P到两焦点F1(5,0)、F2(5,0)的距离的差的绝对值为6,求双曲线的方程.x2y2简解:双曲线有标准方程221(a0,b0).abc5,2a 6,又c2a2b2 a3,b4.x2y21 ∴916
变式:
1.若P F1P F2=6?
x2y21(x0)9162.若PF1PF210?
两条射线
3.若PF1PF212? 轨迹不存在