“抛物线及其标准方程”(第一课时)教学设计
【教学目标】
学习目标:1.掌握抛物线的定义及焦点、准线的概念.(重点)
2.掌握抛物线的标准方程及其推导过程.(易错点)
3.明确p的几何意义,并能解决简单的求抛物线标准方程问题.(难点)
核心素养:a.数学抽象:抛物线的定义
b.逻辑推理:类比法建系
c.数学运算:抛物线标准方程的推导
d.直观想象:抛物线的图象
e.数学建模:解决实际问题
【教学重点】抛物线定义及其标准方程.
【教学难点】抛物线定义的灵活运用及解决实际问题的能力.
【教法、学法】启发引导,分析讲解,练习领会.
【教具】粉笔、三角板、ppt、几何画板.
【教学过程】
一、创设情景,引入新课
展示抛球的运动轨迹和生活中的抛物线实例,引入新课,激发学生的学习热情.
设计意图:通过生活中的应用实例,一方面吸引学生的注意力,让学生对抛物线有一个感性上的认识,另一方面让学生意识到到研究抛物线的必要性,感受到数学来源与生活,生活离不开数学.
提问:抛物线到底有什么样的几何性质?怎么样给抛物线下一个定义呢?
复习准备
我们知道,椭圆、双曲线都可以看作是,在平面内与一个定点的距离和一条定直线的距离的比是常数k的点的轨迹.(其中定点不在定直线上)
当0当k>1时,点的轨迹是___双曲线___________
思考:当k=1时,点的轨迹是什么呢?
二、画板演示,得出定义
借助于《几何画板》演示“动点轨迹”:点F是定点,l是不过点F的定直线,H是l上任意一点,
过点H作l的垂线MH,作线段FH的垂直平分线m,MH与直线m交于点M。拖动点H,观察点M的轨迹.你能发现点M满足的几何条件吗?(MF=MH)教师引导学生一起讨论,最后得出抛物线的定义:平面内与一个定点F和一条定直线l(l不经过点F)的距离相等的点的轨迹称为抛物线.这个定点F称为抛物线的焦点,定直线l称为抛物线的准线.
设计意图:通过几何画板的动态演示,让学生在感性和理性上认识到抛物线的几何性质,从而得出抛物线的定义.抛物线的形成过程用动态性的演示,使他们真正看到了“轨迹”,这样易于理解,记忆深刻,为学习下一节“抛物线的性质”打下了基础.
三、师生共析,推出方程
1、推导出焦点在x轴正半轴的情形
类比椭圆、双曲线标准方程的建立过程,你认为如何选择坐标系求抛物线的方程?(设定点到定直线的距离为p
)
尝试一:以直线l
为
y
轴,过点
F
垂直于l的直线为
x
轴建立直角坐标系,则抛物线的方程为
尝试二:以定点
F为原点,过点F
垂直于l
的直线为
x
轴建立直角坐标系,则抛物线的方程为
尝试三:以过F且垂直于l的直线为x轴,垂足为K.以F,K的中点O为坐标原点建立直角坐标系,则抛物线的方程为
通过学生自己探究的过程,更能深刻理解标准方程的建系方法的必要性。具体过程如下:
解:如图所示,取过焦点F且垂直于准线l的直线为x轴,x轴与l
相交与点K,以线段KF的垂直平分线为y轴,并且使焦点F在x轴的正半轴上,建立直角坐标系xoy.设抛物线的焦点F到准线的距离为p,则
,焦点F的坐标为,准线,设抛物线上任意一点,则
.
我们把叫做“顶点在原点、焦点在x正半轴上”的抛物线的标准方程,焦点F的坐标为:,准线l的方程为:
,开口向右,其中p为正数,它的几何意义是:焦点到准线的距离(简称“焦准距”).
2、其余三种抛物线的标准方程
类似地,我们可以建立如下表所示的坐标系,从而得到抛物线方程的另外三种形式,,.这四种方程都叫做抛物线的标准方程.
标准方程
图形
焦点坐标
准线方程
开口方向
向 右
向 左
向 上
向 下
3、比较分析,得出一般规律
提问:抛物线的四种形式的标准方程的相同点和区别是什么?如何根据抛物线的标准方程判断焦点位置?
方程的共同特点:左边都是二次式,且系数为1;右边都是一次式.
焦点位置的判断方法:
在标准形式下,看一次项,(1)若一次项的变量为X(或Y),则焦点就在X(或Y)轴上;(2)若一次项的系数为正(或负),则焦点在正(或负)半轴.
设计意图:引导学生一起推导出得出焦点在x轴正半轴的情况的标准方程,再类比得到其余三种情况,考虑到学生的实际情况,在此直接给出另外三种情况的标准方程.通过四种情况的观察、对比,引导学生发现抛物线的标准方程与图形之间的内在联系,从而得到跟一般的规律,在这里充分体现了解析几何中数形结合的思想.
[
这样,我们就能解决课本上的思考题:你能说明二次函数
的图象为什么是抛物线吗?指出它的焦点坐标、准线方程.
这样我们就能解决这样这样
四、实例分析,深化理解
【例1】
(1)
y2=6x
,求它的焦点坐标和准线方程.
(2)已知抛物线的焦点是F(0,-2),求它的标准方程.
【方法总结】求抛物线的标准方程的一般方法:
第一、确定焦点的位置;第二、确定抛物线方程的形式;第三、确定p值(焦准距);
第四,将p值代入.注意待定系数法。
练习
1、求下列抛物线的焦点坐标和准线方程:
(1)y2
=
20x
(2)x2=
y
(3)x2
+8y
=0
设计意图:通过例1设置的几个不同提问,让学生掌握“已知抛物线的标准方程、焦点坐标和准线方程中的一个,求出另外两个”的一般方法.变式训练这一环节,既让学生巩固和加深对抛物线及其标准方程的理解,又使学生在“练”的过程中通过反思、感悟,不断调整自己的认识结构和经验结构,完成人的经验自主建构的过程.
题后反思:求抛物线的焦点坐标和准线方程,先把抛物线的方程化成标准形式。
例2:一种卫星接收天线如下图所示,其曲面与轴截面的交线为抛物线.卫星波束呈近似平行状态射入形为抛物线的接收天线,经反射聚集到焦点处,已知接收天线的径口(直径)为4.8m,深度为1m.试建立适当的坐标系,求抛物线的标准方程和焦点坐标。
小结:待定系数法求抛物线的标准方程。
五、课堂小结,加强印象
1、抛物线的定义;2、抛物线的四种不同形式的标准方程、焦点坐标、准线方程;3、求标准方程一般步骤.
设计意图:引导学生自我反馈、自我总结,并对所学知识进行提炼升华。让学生学会学习,学会内化知识的方法与经验,促进目标达成.
体会其中的数学思想
数形结合的思想、类比的思想、分类讨论的思想、坐标的思想。
六、布置作业,巩固提升
课时分层作业
七、板书设计(略)
.
.
x
O
F
l
.
.
x
O
F
l
PAGE
1(共19张PPT)
3.3.1抛物线及其标准方程
F
l
M1
M
M2
当
0时是椭圆
当
k>1
时是双曲线
当
k=1
是?
复习引入:
一个动点M
到一个定点F
和一条定直线l
的距离之比
为常数
k
:
提出问题:
M
·
F
l
·
k=1
在平面内,与一个定点F和一条定直线l(l不经过点F)的距离相等的点的轨迹叫抛物线.
定点F
叫抛物线的焦点,
定直线
叫抛物线的准线
准线
焦点
d
一、抛物线的定义:
l
二、标准方程的推导
·
·
F
M
l
H
如何建立直角
坐标系?
求曲线方程的基本步骤是怎样的?
步骤:(1)建系(2)设点(3)列式(4)化简(5)证明
?
探讨建立平面直角坐标系的方案
.
M
.
x
y
O
F
l
.
M
.
x
y
O
F
l
.
.
M
x
y
F(0)
l
方案(1)
方案(2)
方案(3)
设定点与定直线之间的距离为p(p>0)
比较三种方案推导出的方程,哪种更简单?
.
M
.
x
y
O
F
l
.
M
.
x
y
O
F
l
.
.
M
x
y
F
l
方案(1)
方案(2)
方案(3)
三、抛物线的标准方程
把方程
y
2
=
2px
(p>0)叫做抛物线的标准方程.其中
p
为正常数,表示焦点在
x
轴正半轴上.
x
y
o
d
p
F
l
·
M
p:
焦点到准线的距离
焦点坐标:
准线方程:
怀抱焦点,背着准线
你能否分别写出开口向左、向上、向下,顶点在原点,焦点在坐标轴上的抛物线的标准方程?
思考:
﹒
y
x
o
(1)
﹒
y
x
o
(2)
﹒
y
x
o
(3)
﹒
y
x
o
(4)
【四种形式抛物线的性质对比】
图
象
y
x
o
F
l
y
x
o
F
l
y
x
o
F
l
y
x
o
F
l
y2=2px
(p>0)
y2=-2px
(p>0)
x2=2py
(p>0)
x2=-2py
(p>0)
焦点坐标
准线方程
标准方程
P:
焦点到准线的距离
抛物线标准方程的特征:
等号左边是系数为1的二次项,右边是一次项.
小结:
(1)一次项定轴,系数正负定方向;
(2)焦点与方程一次项同号,准线与方程一次项异号.
P132思考:
例1(1)已知抛物线的标准方程是y2
=
6x,
求它的焦点坐标和准线方程;
(2)已知抛物线的焦点坐标是F(0,-2),
求它的标准方程。
解:因为p=3,故焦点坐标为(-,0)
准线方程为x=-
-.
32
32
解:因焦点在y轴的负半轴上,所以设所求的标准方程为
又p=4,故其标准方程为x
=
-
8y
2
待定系数法
1、求下列抛物线的焦点坐标和准线方程:
(1)y2
=
20x
(2)x2=
y
(3)x2
+8y
=0
焦点坐标
准线方程
(1)
(2)
(3)
(5,0)
x=
-5
(0,—)
1
8
y=
-
—
1
8
y=2
(0
,
-2)
【题后反思】:
求抛物线的焦点坐标或准
线方程,先把抛物线方程
化为标准方程。
例2:一种卫星接收天线如下图所示,其曲面与轴截面的交线为抛物线.卫星波束呈近似平行状态射入形为抛物线的接收天线,经反射聚集到焦点处,已知接收天线的径口(直径)为4.8m,深度为1m.试建立适当的坐标系,求抛物线的标准方程和焦点坐标。
解:如上图,在接收天线的轴截面所在平面内建立直角坐标系,使接收天线的顶点(即抛物线的顶点)与原点重合,焦点在x轴上.
设抛物线的标准方程是
,由已知条件
可得,点A的坐标是(1,2.4)
代入方程,得
即
所以,所求抛物线的标准方程是
,焦点的坐标是
.
课
堂
小
结
抛物线的定义
抛物线四种形式的标准方程
抛物线的定义及其标准方程的简单应用
数形结合的思想
分类讨论的思想
类比的思想
坐标的思想
作业:
课时分层作业