雙曲線的幾何性質(zhì)數(shù)學(xué)教案設(shè)計(jì)
在教學(xué)工作者實(shí)際的教學(xué)活動(dòng)中,編寫教案是必不可少的,編寫教案有利于我們準(zhǔn)確把握教材的重點(diǎn)與難點(diǎn),進(jìn)而選擇恰當(dāng)?shù)慕虒W(xué)方法。那要怎么寫好教案呢?下面是小編為大家整理的雙曲線的幾何性質(zhì)數(shù)學(xué)教案設(shè)計(jì),希望能夠幫助到大家。
雙曲線的幾何性質(zhì)(第1課時(shí))
㈠課時(shí)目標(biāo)
1.熟悉雙曲線的幾何性質(zhì)。
2.能理解離心率的大小對(duì)雙曲線形狀的影響。
3.能運(yùn)用雙曲線的幾何性質(zhì)或圖形特征,確定焦點(diǎn)的位置,會(huì)求雙曲線的標(biāo)準(zhǔn)方程。
㈡教學(xué)過程
[情景設(shè)置]
敘述橢圓 的幾何性質(zhì),并填寫下表:
方程
性質(zhì)
圖像(略)
范圍-a≤x≤a,-b≤y≤b
對(duì)稱性對(duì)稱軸、對(duì)稱中心
頂點(diǎn)(±a,0)、(±b,0)
離心率e=(幾何意義)
(三)探索研究
1.類比橢圓 的幾何性質(zhì),探討雙曲線 的幾何性質(zhì):范圍、對(duì)稱性、頂點(diǎn)、離心率。
雙曲線的實(shí)軸、虛軸、實(shí)半軸長(zhǎng)、虛半軸長(zhǎng)及離心率的定義。
雙曲線與橢圓的幾何性質(zhì)對(duì)比如下:
方程
性質(zhì)
圖像(略) (略)
范圍-a≤x≤a,-b≤y≤bx≥a,或x≤-a,y∈R
對(duì)稱性對(duì)稱軸、對(duì)稱中心對(duì)稱軸、對(duì)稱中心
頂點(diǎn)(±a,0)、(±b,0)(-a,0)、(a,0)
離心率0<e=<1
e=>1
下面繼續(xù)研究離心率的幾何意義:
。╝、b、c、e關(guān)系:c2=a2+b2, e=>1)
2。漸近線的發(fā)現(xiàn)與論證
根據(jù)橢圓的上述四個(gè)性質(zhì),能較為準(zhǔn)確地把 畫出來嗎?(能)
根據(jù)上述雙曲線的四個(gè)性質(zhì),能較為準(zhǔn)確地把 畫出來嗎?(不能)
通過列表描點(diǎn),能把雙曲線的頂點(diǎn)及附近的點(diǎn),比較精確地畫出來,但雙曲線向何處伸展就不很清楚。
我們能較為準(zhǔn)確地畫出曲線y=,這是為什么?(因?yàn)楫?dāng)雙曲線伸向遠(yuǎn)處時(shí),它與x軸、y軸無限接近)此時(shí),x軸、y軸叫做曲線y=的漸近線。
問:雙曲線 有沒有漸近線呢?若有,又該是怎樣的直線呢?
引導(dǎo)猜想:在研究雙曲線的范圍時(shí),由雙曲線的標(biāo)準(zhǔn)方程可解出:
y=± =±
當(dāng)x無限增大時(shí), 就無限趨近于零,也就是說,這是雙曲線y=±
與直線y=± 無限接近。
這使我們猜想直線y=± 為雙曲線的漸近線。
直線y=± 恰好是過實(shí)軸端點(diǎn)A1、A2,虛軸端點(diǎn)B1、B2,作平行于坐標(biāo)軸的直線x=±a, y=±b所成的矩形的兩條對(duì)角線,那么,如何證明雙曲線上的點(diǎn)沿曲線向遠(yuǎn)處運(yùn)動(dòng)時(shí),與漸近線越來越接近呢?顯然,只要考慮第一象限即可。
證法1:如圖,設(shè)M(x0,y0)為第一象限內(nèi)雙曲線 上的仍一點(diǎn),則
y0= ,M(x0,y0)到漸近線ay-bx=0的距離為:
∣MQ∣= =
= .
點(diǎn)M向遠(yuǎn)處運(yùn)動(dòng), x0隨著增大,∣MQ∣就逐漸減小,M點(diǎn)就無限接近于 y=
故把y=± 叫做雙曲線 的漸近線。
3.離心率的`幾何意義
∵e=,c>a, ∴e>1由等式c2-a2=b2,可得 ===
e越小(接近于1) 越接近于0,雙曲線開口越。ū猹M)
e越大 越大,雙曲線開口越大(開闊)
4.鞏固練習(xí)
求下列雙曲線的漸近線方程,并畫出雙曲線。
①4x2-y2=4 ②4x2-y2=-4
已知雙曲線的漸近線方程為x±2y=0,分別求出過以下各點(diǎn)的雙曲線方程
、費(fèi)(4, ) ②M(4, )
[知識(shí)應(yīng)用與解題研究]
例 1 求雙曲線9y2-16x2=144的實(shí)半軸長(zhǎng)和虛半軸長(zhǎng)、焦點(diǎn)坐標(biāo)、離心率、漸近線方程。
例2 雙曲線型自然通風(fēng)塔的外形,是雙曲線的一部分繞其虛軸旋轉(zhuǎn)而成的曲面,如圖;它的最小半徑為12m,上口半徑為13m,下口半徑為25m,高為55m,選擇適當(dāng)?shù)淖鴺?biāo)系,求出此雙曲線的方程(精確到1m)
㈣提煉總結(jié)
1、雙曲線的幾何性質(zhì)及a、b、c、e的關(guān)系。
2、漸近線是雙曲線特有的性質(zhì),其發(fā)現(xiàn)證明蘊(yùn)含了重要的數(shù)學(xué)思想與數(shù)學(xué)方法。
3、雙曲線的幾何性質(zhì)與橢圓的幾何性質(zhì)類似點(diǎn)和不同點(diǎn)。
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