視頻標(biāo)簽:第十一屆全國(guó)高中
所屬欄目:高中數(shù)學(xué)優(yōu)質(zhì)課視頻
視頻課題:第十一屆全國(guó)高中青年數(shù)學(xué)教師優(yōu)質(zhì)課大賽《橢圓及其標(biāo)準(zhǔn)方程》廣東—蔣
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第十一屆全國(guó)高中青年數(shù)學(xué)教師優(yōu)質(zhì)課大賽《橢圓及其標(biāo)準(zhǔn)方程》廣東—蔣
橢圓及其標(biāo)準(zhǔn)方程(一)
(人教A版選擇性必修第一冊(cè)第三章第一節(jié))
一、教學(xué)內(nèi)容解析
教材分析
內(nèi)容:橢圓的定義及其標(biāo)準(zhǔn)方程的推導(dǎo).
本節(jié)是高中數(shù)學(xué)人教A版選擇性必修第一冊(cè)第三章《圓錐曲線》3.1.1《橢圓及其標(biāo)準(zhǔn)方程》第1課時(shí)內(nèi)容.在第二章《直線與圓的方程》中,我們學(xué)習(xí)了確定直線與圓的幾何特征:定點(diǎn)、定方向以及定點(diǎn)與定長(zhǎng).并且在平面直角坐標(biāo)系中用坐標(biāo)法給出了直線與圓的方程.本節(jié)課,我們將研究直線與圓的這種方法拓展到橢圓,給出確定橢圓的基本幾何量并在平面直角坐標(biāo)系中推導(dǎo)出橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程.本課時(shí)內(nèi)容是學(xué)生繼續(xù)學(xué)習(xí)橢圓幾何性質(zhì)的基礎(chǔ);橢圓是圓錐曲線中的代表性圖形,它跟雙曲線、拋物線在概念與性質(zhì)上具有基本同構(gòu)特點(diǎn).橢圓的學(xué)習(xí)為學(xué)生后續(xù)研究雙曲線、拋物線提供了基本模式及理論基礎(chǔ).因此,本節(jié)課具有承前啟后的作用.
為了讓學(xué)生了解橢圓的幾何特征,教材設(shè)計(jì)了一個(gè)動(dòng)手畫橢圓的小實(shí)驗(yàn).通過畫圖過程,學(xué)生總結(jié)分析得到橢圓上的點(diǎn)所要滿足的基本幾何條件是:平面內(nèi)與兩個(gè)定點(diǎn)、
的距離的和等于常數(shù)
(大于
).在橢圓定義中限制條件
是非常重要的.當(dāng)
時(shí),得到的軌跡是圓.若
,則得到的軌跡是線段;若
則滿足條件的軌跡不存在.
在橢圓標(biāo)準(zhǔn)方程的推導(dǎo)過程中,可類比圓的方程的推導(dǎo)過程,以橢圓的焦點(diǎn)所在的直線標(biāo)記正方向作為橫坐標(biāo)以兩焦點(diǎn)的中點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn),建立平面直角坐標(biāo)系,得到的橢圓方程才是橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程.將橢圓的幾何條件代數(shù)化后,代數(shù)式
的化簡(jiǎn)成為本節(jié)課的難點(diǎn)之一.此式的化簡(jiǎn)過程本質(zhì)是無理式化有理式的過程.它的化簡(jiǎn)方法可以有平方法、分子有理化、平方差公式應(yīng)用等.整個(gè)推導(dǎo)過程都是等價(jià)變形.從而方程
與代數(shù)
是等價(jià)的,所以方程
是橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程.
學(xué)生分析
學(xué)生在第二章學(xué)習(xí)了《直線和圓的方程》,對(duì)坐標(biāo)法研究幾何問題有了一定的了解,初步具備了用坐標(biāo)法解決幾何問題的經(jīng)驗(yàn).這為學(xué)生學(xué)習(xí)本節(jié)課的知識(shí)奠定了基礎(chǔ).由于橢圓的幾何特征比圓的幾何特征復(fù)雜,學(xué)生對(duì)于該從哪個(gè)角度入手研究橢圓的幾何特征從而抽象出橢圓的概念會(huì)感到很困惑,所以,學(xué)生自己動(dòng)手畫橢圓的過程需要得到加強(qiáng).另外,代數(shù)式的化簡(jiǎn)也是學(xué)生本節(jié)課學(xué)習(xí)過程中的運(yùn)算障礙.學(xué)生對(duì)二次平方法解決上式的化簡(jiǎn)過程無歷史經(jīng)驗(yàn)可循.此時(shí)需要在教師主導(dǎo)下師生共同分析式子的結(jié)構(gòu)特征,選用先移項(xiàng)后兩邊平方法進(jìn)行化簡(jiǎn),可有效掃除學(xué)生的運(yùn)算障礙.
二、目標(biāo)解析
知識(shí)目標(biāo):
(1)了解橢圓的幾何特征,理解橢圓的幾何定義.
(2)了解二次平方法推導(dǎo)橢圓標(biāo)準(zhǔn)方程的化簡(jiǎn)步驟.
(3)理解橢圓標(biāo)準(zhǔn)方程的代數(shù)特征及參數(shù)的幾何意義.
技能目標(biāo):
(1)會(huì)畫橢圓的圖象. (2)會(huì)求橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程.(3)會(huì)化簡(jiǎn)含有兩個(gè)根式和的等式.
能力目標(biāo):
教學(xué)環(huán)節(jié) | 預(yù)計(jì)時(shí)間 | 問題或任務(wù) | 教師活動(dòng) | 學(xué)生活動(dòng) | 設(shè)計(jì)意圖 | |||||||||
創(chuàng)設(shè)情境引入 課題 |
2分鐘 |
了解圓錐曲線 |
展示平面截圓錐得橢圓、雙曲線、拋物線的實(shí)物模型. 介紹圓錐曲線的簡(jiǎn)單歷史及其在現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)生活中的應(yīng)用. 介紹本章學(xué)習(xí)任務(wù):用坐標(biāo)法研究圓錐曲線 |
觀察實(shí)物模型,了解圓錐曲線的歷史背景及現(xiàn)實(shí)作用. 明確本章學(xué)習(xí)任務(wù). |
重現(xiàn)古希臘阿波羅尼斯發(fā)現(xiàn)圓錐曲線的過程,用數(shù)學(xué)文化滋養(yǎng)學(xué)生,發(fā)展學(xué)生的數(shù)學(xué)思維. |
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1分鐘 | 【問題1】將一個(gè)圓形玻璃杯稍微傾斜,杯中水面是不是橢圓形?一個(gè)雞蛋是不是橢圓? |
教師:教師手拿一個(gè)盛有半杯水的圓柱形透明水杯展示給學(xué)生看并問:同學(xué)們,水面是什么形狀?當(dāng)教師將水杯稍微傾斜,再問:此時(shí)呢? 教師:利用PPT投影出雞蛋圖說:雞蛋的截面是橢圓嗎? 教師:什么樣的圖形才是橢圓呢?數(shù)學(xué)上怎么定義橢圓?帶著這些疑問我們一起來學(xué)習(xí)本節(jié)課的內(nèi)容《橢圓及其標(biāo)準(zhǔn)方程》 |
學(xué)生:水杯沒有傾斜時(shí)水面是圓形.當(dāng)水杯稍微傾斜時(shí),水面是橢圓形. 學(xué)生:雞蛋是橢圓形,因?yàn)樗慕孛媸菣E圓. 學(xué)生:雞蛋不是橢圓形,橢圓是平面圖形,雞蛋是空間圖形. |
通過實(shí)例,引發(fā)認(rèn)知沖突,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)橢圓的興趣. | ||||||||||
動(dòng)手實(shí)驗(yàn)定義橢圓 |
2分鐘 | 【問題2】坐標(biāo)法研究《圓的方程》的過程是怎么樣的? |
教師:上一章我們已經(jīng)用坐標(biāo)法研究了直線與圓兩種平面圖形,其基本操作是先畫出圖象確定其幾何特征然后建立恰當(dāng)?shù)钠矫嬷苯亲鴺?biāo)系給出直線與圓的代數(shù)方程. 教師在黑板上板書如下內(nèi)容
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學(xué)生聆聽教師分析回憶坐標(biāo)法研究直線與圓的基本流程,為學(xué)習(xí)橢圓做知識(shí)儲(chǔ)備. | 為本節(jié)課類比圓的研究方法研究橢圓做好方法及心理鋪墊 | |||||||||
5分鐘 |
【動(dòng)手操作,直觀體驗(yàn)】取一條定長(zhǎng)的細(xì)繩,若把細(xì)繩兩端都固定在圖板的同一點(diǎn),套上鉛筆,拉緊繩子,移動(dòng)筆尖,這時(shí)筆尖畫出來的軌跡是一個(gè)圓,如果把細(xì)繩的兩端點(diǎn)拉開一段距離,分別固定在圖板的兩點(diǎn)![]() ![]() 【問題3】“操作過程中套上鉛筆,拉緊繩子”意味著什么?筆尖移動(dòng)過程中滿足的幾何條件是什么? 【問題4】通過觀察,決定橢圓的幾何要素有哪些?基于這些幾何要素,我們?cè)撊绾纬橄蟪鰴E圓的定義? |
教師:下面我們將類比直線與圓的研究過程來研究橢圓,那應(yīng)該先研究什么呢? 教師:由于畫橢圓圖象的方法比畫直線與圓的圖像復(fù)雜,為了大家能夠畫出較為標(biāo)準(zhǔn)的橢圓,我們先動(dòng)手做一個(gè)數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn). ![]() |
學(xué)生:畫出橢圓的圖象確定橢圓的基本幾何特征.![]() |
讓學(xué)生通過探究活動(dòng),更好地理解橢圓的定義,體會(huì)畫橢圓的方法及定義中的關(guān)鍵要素.發(fā)展學(xué)生數(shù)學(xué)抽象核心素養(yǎng). |
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合理建系 推導(dǎo)方程 |
3分鐘 |
【問題5】如何建立平面直角坐標(biāo)系可能使得橢圓方程形式簡(jiǎn)單. |
教師:通過剛才的探究學(xué)習(xí),我們已經(jīng)了解了橢圓的幾何特征及幾何定義,我們?cè)撊绾螒?yīng)用橢圓的這些幾何特征建立橢圓的方程呢? 教師:提出問題5. 教師:教師在PPT上展示多種不同的建系方法并追問學(xué)生:根據(jù)剛才的分析以及你的經(jīng)驗(yàn),以上哪種建系方法會(huì)使得運(yùn)算更簡(jiǎn)單? 師生共同選在以 ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() 教師:橢圓幾何定義的符號(hào)表達(dá)怎么寫?如何將幾何定義代數(shù)表示?(教師旁白:設(shè)定義中的定長(zhǎng)為 ![]() ![]() 教師在黑板上板書橢圓定義的符號(hào)表示,在橢圓圖象上建立直角坐標(biāo)系,寫出橢圓定義的代數(shù)表示.并強(qiáng)調(diào)幾何問題代數(shù)化為坐標(biāo)法解決幾何問題的基礎(chǔ). |
學(xué)生:建立平面直角坐標(biāo)系,利用坐標(biāo)法建立方程. 學(xué)生:思考問題5. 學(xué)生:分析并得出結(jié)論:橢圓關(guān)于兩定點(diǎn) ![]() ![]() 學(xué)生:學(xué)生獨(dú)立思考后給出自己的選擇. 學(xué)生:橢圓幾何定義寫成 ![]() 建立平面直角坐標(biāo)系后 ![]() ![]() 橢圓定義的代數(shù)表達(dá)為: ![]() |
類比圓方程最簡(jiǎn)形式與坐標(biāo)系的關(guān)系,根據(jù)橢圓的對(duì)稱性選擇最佳建系方法推導(dǎo)橢圓的方程,進(jìn)而更好地理解標(biāo)準(zhǔn)方程之 “標(biāo)準(zhǔn)”所在.在推導(dǎo)方程過程中,利用兩種常用的平方法,引導(dǎo)學(xué)生在化簡(jiǎn)時(shí)要注意分析式子的結(jié)構(gòu)特征,選擇對(duì)應(yīng)的化簡(jiǎn)方法,提高運(yùn)算能力.發(fā)展學(xué)生數(shù)學(xué)運(yùn)算核心素養(yǎng),培養(yǎng)學(xué)生堅(jiān)韌不拔的意志品質(zhì).在數(shù)學(xué)運(yùn)算教學(xué)中滲透“立德樹人”的基本要求. | |||||||||
10分鐘 |
【問題6】如何化簡(jiǎn)以下式子?![]() 方法二:直接兩邊平方法 |
教師:同學(xué)們,我們已經(jīng)將橢圓的定義用代數(shù)式表示出來了,接下來我們需要做什么工作? 教師:這個(gè)等式有什么特點(diǎn)?我們有哪些類似的化簡(jiǎn)經(jīng)驗(yàn)幫助我們化簡(jiǎn)上面的式子? 教師:教師點(diǎn)評(píng)學(xué)生對(duì)橢圓定義代數(shù)式結(jié)構(gòu)特點(diǎn)以及化簡(jiǎn)方法的分析并安排學(xué)生動(dòng)手化簡(jiǎn)該代數(shù)式. 教師巡視課堂,并對(duì)部分同學(xué)的化簡(jiǎn)過程給予適當(dāng)?shù)狞c(diǎn)評(píng)與幫助. 教師:教師展示部分學(xué)生的方程化簡(jiǎn)過程. 師生共同利用兩種方法化簡(jiǎn)至: ![]() |
學(xué)生:化簡(jiǎn)上面的代數(shù)式 學(xué)生:該代數(shù)式的左邊是兩個(gè)無理式的和,右邊是常數(shù)。我們可以平方來化簡(jiǎn). 學(xué)生:可以將一個(gè)根式移項(xiàng)到等式右邊去,再根式兩邊分別平方. 學(xué)生:初中學(xué)習(xí)的分母有理化的過程中有兩個(gè)根式的和或者差出現(xiàn),這里應(yīng)該可以類比應(yīng)用. 學(xué)生:學(xué)生根據(jù)自己的選擇獨(dú)立的嘗試化簡(jiǎn)橢圓的方程. 學(xué)生:學(xué)生消化其他同學(xué)所用的不同的化簡(jiǎn)過程,并對(duì)比分析各種方法的優(yōu)劣.積累兩個(gè)根式和的等式化簡(jiǎn)的經(jīng)驗(yàn),為雙曲線方程推導(dǎo)積累方法儲(chǔ)備. |
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2分鐘 |
![]() ![]() ![]() ![]() ![]() |
教師:提出問題7. 教師:令 ![]() ![]() ![]() |
學(xué)生:學(xué)生思考問題7并相互討論分析.并在橢圓圖象中找出![]() ![]() |
讓學(xué)生了解橢圓標(biāo)準(zhǔn)方程中![]() |
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2分鐘 |
方程![]() ![]() |
教師:同學(xué)們,回顧整個(gè)推導(dǎo)過程,方程![]() ![]() ![]() ![]() ![]() 教師:上面的方程稱為橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程.它體現(xiàn)數(shù)學(xué)式子的簡(jiǎn)潔美、對(duì)稱美,內(nèi)在的每一個(gè)字母 ![]() ![]() |
學(xué)生:整個(gè)化簡(jiǎn)過程是等價(jià)變形,所以方程![]() ![]() ![]() |
通過橢圓上的點(diǎn)的坐標(biāo)與橢圓方程之間的關(guān)系,使學(xué)生加深對(duì)曲線與方程關(guān)系的認(rèn)識(shí).從而加強(qiáng)對(duì)坐標(biāo)法的認(rèn)識(shí). | ||||||||||
類比推理 分類討論 |
2分鐘 |
【問題8】如果焦點(diǎn)在![]() ![]() |
教師:提出問題8. 教師:小結(jié)橢圓幾何定義及標(biāo)準(zhǔn)方程知識(shí)點(diǎn) ![]() 不同點(diǎn):焦點(diǎn)在 ![]() ![]() ![]() ![]() 由上表可知,從幾何角度考慮,要確定橢圓只需要確定橢圓的兩定點(diǎn)及定長(zhǎng)。從代數(shù)角度考慮,要確定橢圓只需要確定橢圓的方程形式以及 ![]() |
學(xué)生:思考問題8 利用類比的方法,得到方程: ![]() ![]() |
總結(jié)方程特征,明確方程與焦點(diǎn)的對(duì)應(yīng)關(guān)系. | |||||||||
例題研討 學(xué)以致用 |
5分鐘 |
例1:已知橢圓的兩個(gè)焦點(diǎn)坐標(biāo)分別是![]() ![]() ![]() |
教師:教師引導(dǎo)學(xué)生閱讀題目,分析題目條件,對(duì)條件之間的關(guān)系做出解釋. 方法一:定義法 方法二:待定系數(shù)法 ![]() ![]() |
學(xué)生:學(xué)生獨(dú)立完成例1的解答并展示講解.與教師一起整理兩種方法的解題步驟。 |
使學(xué)生體驗(yàn)橢圓定義在解題中的作用.培養(yǎng)學(xué)生先分析條件,再選擇解題方法解題的解題習(xí)慣.提高學(xué)生的數(shù)學(xué)運(yùn)算能力. | |||||||||
歸納小結(jié) 明晰重點(diǎn) |
2分鐘 |
1.橢圓的定義,焦點(diǎn)、焦距的概念; 2.橢圓的兩種標(biāo)準(zhǔn)方程. |
師生共同完成. | 總結(jié)學(xué)習(xí)要點(diǎn). | ||||||||||
課后練習(xí) 鞏固提升 |
1分鐘 | 1.教材第109頁第1.2.3題. | 教師:本節(jié)課開始時(shí)平面截橢圓所成的封閉曲線以及傾斜的水杯水平面都是橢圓,數(shù)學(xué)家們用旦德林雙球模型證明它,請(qǐng)大家課后查閱有關(guān)旦德林雙球模型證明以上兩個(gè)橢圓的資料. | 檢驗(yàn)是否掌握橢圓標(biāo)準(zhǔn)方程;作業(yè) |
視頻來源:優(yōu)質(zhì)課網(wǎng) www.jjlqy.cn
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