“椭圆及其标准方程”教学设计

发表时间:2020/11/10   来源:《中小学教育》2020年4月第11期   作者:王芳
[导读] 体会画椭圆的过程,并结合自己画椭圆的经历归纳椭圆的定义
        王芳
        新疆伊宁市第一中学 新疆 伊宁 835000
        教学目标:
(1)体会画椭圆的过程,并结合自己画椭圆的经历归纳椭圆的定义
(2)理解椭圆的定义,掌握椭圆的标准方程及其推导过程
(3)通过主动探究、合作学习,感受探索的乐趣与成功的喜悦;培养学生认真参与、积极交流的主体意识和乐于探索创新的科学精神
教学重难点:
        重点:椭圆的定义及标准方程
        难点:椭圆标准方程的推导过程
教学过程:
        引入:(PPT展示电影《流浪地球》海报)同学们,前一段时间有一部电影特别火,大家看过吗?跟据学生情况灵活应对,播放电影中的一个片段。
看过这部电影的同学都知道,影片的结局是—地球成功脱离了太阳系,地球在脱离太阳系之前绕太阳公转的轨迹是—椭圆,同学们以前有没有深入研究过椭圆—没有,那今天这节课我们就来研究椭圆及其标准方程。
数学实验:
想一想:
取一条定长的细绳,把它的两端都固定在图板的同一处,套上铅笔,拉紧绳子,移动笔尖,这时笔尖画出的轨迹是一个什么图形?[圆]

画一画:
如果把细绳的两端拉开一段距离,分别固定在图板的两点处,套上铅笔,拉紧绳子,移动笔尖,这时笔尖画出的轨迹是一个什么图形?
[学生可能会画出椭圆或线段.学生画完图形后进行展示]
教师设问:
(1)在这一过程中,移动的笔尖(动点)满足什么几何条件?
[ 预设:到两定点的距离的和是常数的点的轨迹是椭圆(教师板书)]
学生想不出来时教师适当引导
比如,将笔尖放在椭圆上的一点处问学生,此时笔尖(动点)到两定点的距离之和是什么?[绳长]再换两个位置让学生回答上述问题
(2)你能结合画椭圆的过程及我们刚才的分析给出椭圆的定义吗?
 [到两定点间的距离的和等于常数的点的轨迹是椭圆]教师根据学生的表述板书.
(3)教师演示当绳子绷直时,同学们还能画出椭圆吗?(若有学生在画图过程中考虑到了绳子绷直的情况更好,让学生分析)
[不能,是线段]
(4)说明我们刚给椭圆下的定义还需补充什么条件?
[预设:常数>两定点间的距离]
为了表述方便我们可以用表示两定点,于是我们可以将上述条件写成常数>F1F2
(5)教师找一个不在图板上,但满足到两定点的距离的和等于绳长的点问:
 同学们,老师的笔尖现在所在的位置满足到两定点的距离的和等于常数吗?
[ 预设:满足]
教师追问:这个动点的轨迹是什么? [椭球]
说明我们给椭圆下的定义还需补充 “在平面内”,由此,我们得到了椭圆的定义.
    同学们初中时就学习了圆的定义,进入高中后,为了更深入地研究圆,我们研究了圆的方程.类比圆的研究方法,我们研究完椭圆的定义,紧接着来研究椭圆的方程。
上节课我们已经学了求曲线方程的基本步骤:1、建系设点2、写出点集3、列出方程4、化简方程5、检验
接下来我们按以上步骤尝试来求椭圆的方程
教师设问:(1)如何建立合适的平面直角坐标系?
[ 预设:学生可能会有各种不同的建系方法,教师引导学生选择最合理的平面直角坐标系?以F1F2所在的直线为x轴,以线段F1F2的中垂线为y轴]之所以选择这样建系,一方面可以让F1F2的坐标简单一些,另一方面F1和F2关于原点对称,在化简过程中可能会出现某些项相抵消。
解:设M(x, y)是椭圆上任意一点,椭圆的焦距2c(c>0),则的坐标分别是(-c,0)、(c,0) .又设M与F1F2和的距离的和等于正常数2a (2a>2c) .
由椭圆的定义得:

[引导学生化简方程,可以先让学生思考该如何化简,再带上学生一起化简,化简对学生来说是本节课的难点,若让学生独立完成难度太大,所以教师在引导过程中要注意方法的渗透]
先尝试两边同时平方:
发现运算量很大,有其他方法吗?

        此时,发现方程的形式更简洁,更对称,我们把方程①叫做焦点在x轴上椭圆的标准方程,两个焦点分别是,这里
        同理,可以得到焦点在y轴上的椭圆的标准方程[推导过程由学生课下完成,一方面巩固上课所学的方法,另一方面在推导过程中体会焦点在x轴上和焦点在y轴上的椭圆标准方程的内在联系]
知识归纳:
由学生归纳,教师视情况补充
例题精讲:

[让学生进一步熟悉椭圆的标准方程,体会在求椭圆标准方程时要注意先确定焦点的位置.渗透分类讨论的思想]
小结:
一、知识层面
(1)椭圆的定义(2)椭圆的标准方程
二、思想方法层面[学生自己总结]
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