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抛物线及其标准方程

2017-02-26 05:52:48 来源网站: 百味书屋

篇一:抛物线定义及标准方程

一、 复习预习

复习双曲线的基本性质,标准方程以及方程的求法、应用

二、知识讲解

(一)导出课题

我们已学习了圆、椭圆、双曲线三种圆锥曲线.今天我们将学习第四种圆锥曲线——抛物线,以及它的定义和标准方程.课题是“抛物线及其标准方程”.

请大家思考两个问题:

问题1:同学们对抛物线已有了哪些认识?

在物理中,抛物线被认为是抛射物体的运行轨道;在数学中,抛物线是二次函数的图象?

问题2:在二次函数中研究的抛物线有什么特征?

在二次函数中研究的抛物线,它的对称轴是平行于y轴、开口向上或开口向下两种情形.

引导学生进一步思考:如果抛物线的对称轴不平行于y轴,那么就不能作为二次函数的图象来研究了.今天,我们突破函数研究中这个限制,从更一般意义上来研究抛物线.

(二)抛物线的定义

1.回顾

平面内与一个定点F的距离和一条定直线l的距离的比是常数e的轨迹,当0<e<1时是椭圆,当e>1时是双曲线,那么当e=1时,它又是什么曲线?

2.简单实验

如图2-29,把一根直尺固定在画图板内直线l的位置上,一块三角板的一条直角边紧靠直尺的边缘;把一条绳子的一端固定于三角板另一条直角边上的点A,截取绳子的长等于A到直线l的距离AC,并且把绳子另一端固定在图板上的一点F;用一支铅笔扣着绳子,紧靠着三角板的这条直角边把绳子绷紧,然后使三角板紧靠着直尺左右滑动,这样铅笔就描出一条曲线,这条曲线叫做抛物线.反复演示后,请同学们来归纳抛物线的定义,教师总结.

3.定义

这样,可以把抛物线的定义概括成:

平面内与一定点F和一条定直线l的距离相等的点的轨迹叫做抛物线(定点F不在定直线l上).定点F叫做抛物线的焦点,定直线l叫做抛物线的准线.

(三)抛物线的标准方程

设定点F到定直线l的距离为p(p为已知数且大于0).下面,我们来求抛物线的方程.怎样选择直角坐标系,才能使所得的方程取较简单的形式呢?

让学生议论一下,教师巡视,启发辅导,最后简单小结建立直角坐标系的几种方案: 方案1:(由第一组同学完成,请一优等生演板.)

以l为y轴,过点F与直线l垂直的直线为x轴建立直角坐标系(图2-30).设定点F(p,0),动点M的坐标为(x,y),过M作MD⊥y轴于D,抛物线的集合为:p={M||MF|=|MD|}.

化简后得:y2=2px-p2(p>0).

方案2:(由第二组同学完成,请一优等生演板

)

以定点F为原点,平行l的直线为y轴建立直角坐标系(图2-31).设动点M的坐标为(x,y),且设直线l的方程为x=-p,定点F(0,0),过M作MD⊥l于D,抛物线的集合为:

p={M||MF|=|MD|}.

化简得:y2=2px+p2(p>0).

方案3:(由第三、四组同学完成,请一优等生演板.

)

取过焦点F且垂直于准线l的直线为x轴,x轴与l交于K,以线段KF的垂直平分线为y轴,建立直角坐标系(图2-32).

抛物线上的点M(x,y)到l的距离为d,抛物线是集合p={M||MF|=d}.

篇二:抛物线及其标准方程(公开课)

2.4.1抛物线及其标准方程

一、三维目标

(一)知识与技能

(1)掌握抛物线的定义、几何图形(2)会推导抛物线的标准方程(3)能够利用给定条件求抛物线的标准方程 (二)过程与方法

通过“观察”、“思考”、“探究”等一系列数学活动,培养学生观察、类比、分析、概括的能力以及逻辑思维的能力,使学生学会数学思考与推理,学会反思与感悟,形成良好的数学观。并进一步感受坐标法及数形结合的思想 (三)情感态度与价值观

进一步培养学生合作、交流的能力,培养学生实事求是、善于观察、勇于探索、严密细致的科学态度;激发学生积极主动地参与数学学习活动,养成良好的学习习惯;同时通过欣赏生活中一些抛物线型建筑,不但加强了学生对抛物线的感性认识,而且使学生受到美的享受,陶冶了情操。 二、教学重点

抛物线的定义及标准方程 三、教学难点

抛物线定义的形成过程及抛物线标准方程的推导(关键是坐标系方案的选择)

教学重点:抛物线的标准方程教学难点:抛物线标准方程的不同形式 授课类型:新授课 课时安排:1课时

教 具:多媒体电子白板 教学过程:一、复习引入: (一)复习旧知

在初中,我们学习过了二次函数y?ax2?bx?c,知道二次函数的图象是一条抛物线,例如:(1)y?4x2,(2)y??4x2的图象(展示两个函数图象):

2、生活中抛物线的引例

3、回顾椭圆和双曲线的定义

二、讲解新课:

P64 信息技术应用(课堂中展示画图过程) 先看一个实验:

如图:点F是定点,l是不经过点F的定直线,D是l上任意一点,过点D作MD?l,线段FD的垂直平分线m交MD于点M。拖动点D,观察点M的轨迹,你能发现点M满足的几何条件吗?(学生观察画图过程,并讨论)

可以发现,点M随着D运动的过程中,始终有|MD|=|MF|,即点M与定点F和定直线l的距离相等。(也可以用几何画板度量|MD|,|MF|的值 1、 抛物线定义:

平面内与一个定点F和一条定直线l定点F叫做抛物线的焦点,定直线l(定义引入):注:定点F不在这条定直线l;

思考若定点F在这条定直线l,则点的轨迹是什么?(学生思考、讨论、画图)

此时退化为过F点且与直线 l 垂直的一条直线。 2、推导抛物线的标准方程:比较三种不同的建立坐标系 的方法,选择合适的一种。(略)

如图所示,建立直角坐标系,设KF?p(p?0), pp

那么焦点F的坐标为(,0),准线l的方程为x??,

22

p2p

设抛物线上的点M(x,y),则有(x?)?y2?|x?22

化简方程得 y2?2px?p?0方程y2?2px

?p?0?p

(1)它表示的抛物线的焦点在x轴的正半轴上,焦点坐标是F(,0),

2

p

它的准线方程是x??2

(2)一条抛物线,由于它在坐标系的位置不同,方程也不同,有四种不同的情况,所以抛物线的标准方程还有其他几种形式:y2??2px,x2?2py,x2??2py.3、抛物线的准线方程:如图所示,分别建立直角坐标系,设出KF?p(p?0),

(1)y2?2px(p?0), 焦点:(,0),准线l:x?2

p(2)y2??2px(p?0), 焦点:(?,0),准线l:x?2

pp

(3)x2?2py(p?0), 焦点:(0,),准线l:y??

22

p (4) x2??2py(p?0), 焦点:(0,?),准线l:y?2相同点:(1)抛物线都过原点;

(2)对称轴为坐标轴;

(3)准线都与对称轴垂直,垂足与焦点在对称轴上关于原点对称;

12pp

?; 它们到原点的距离都等于一次项系数绝对值的,即

442

不同点:(1)图形关于x轴对称时,x为一次项,y为二次项,

方程右端为?2px、左端为y2;

图形关于y轴对称时,y为一次项, x为二次项, 方程右端为?2py,左端为x(2)开口方向在x轴(或y轴)正向时,焦点在x轴(或y轴)的正半轴上,方程右端取正号;

开口在x轴(或y轴)负向时,焦点在x轴(或y轴)负半轴时,三、讲解范例:

例1 (1)已知抛物线标准方程是y2?6x (2)已知抛物线的焦点坐标是F(0,-2)(3)已知抛物线的准线方程为 x = 1 ,求抛物线的标准方程 (4)求过点A(3,2)的抛物线的标准方程 分析:(1)在标准方程下焦点坐标和准线方程都是用p的代数式表示的,所以只要求出p即可; (2)求的是标准方程,因此所指抛物线应过原点,结合焦点坐标求出p,问题易解。

33

解析:(1)p?3,焦点坐标是(,0)准线方程是x??.

22p

(2)焦点在y轴负半轴上,=2,

2

所以所求抛物线的标准方程是x2??8y

(3)因为准线方程是 x = 1,所以 p =2 ,且焦点在 x 轴的负半轴上,所以所求抛物线的标准方程是 y2??4x. (4)(2)经过点A(2,-3)的抛物线可能有两种标准形式:y2=2px或x2=-

9

2py.点A(2,-3)坐标代入,即9=4p,得2p=

2

4

点A(2,-3)坐标代入x2=-2py,即4=6p,得2p=

3

94

∴所求抛物线的标准方程是y2?x或x2=-y

23

课堂练习:

1、根据下列条件,写出抛物线的标准方程: (1)焦点是F(3,0);

1

4

(3)焦点到准线的距离是2。

2、求下列抛物线的焦点坐标和准线方程:

(1)y2 = 20x(2)x2 =y (3)2y2+5x =0 (4)x2 +8y =0

点评:练习时注意(1)由焦点位置或准线方程正确判断抛物线标准方程的类型;(2)p表示焦点到准线的距离故p>0;(3)根据图形判断解有几种可能

例2:一种卫星接收天线的轴截面如下图所示。卫星波束呈近似平行状态射入轴截面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0.5m。建立适当的坐标系,求抛物线的标准方程和焦点坐标。

五、备用练习:

1.抛物线x2=4y上的点M到焦点的距离是10,求M2、拓展:(2011.辽宁高考)已知F是抛物线的焦点,A、B是y2?x

AF?BF?3则线段AB的中点到Y轴的距离为 该抛物线上的两点,

34 75 C D

4

4

五、小结 : 、4 七、板书设计(略) 八、教学反思

(2)准线方程 是x =-

篇三:《抛物线及其标准方程》教学设计

《抛物线及其标准方程》教学设计

一、设计理念:

1、遵循新教材对圆锥曲线课程的设置,从生活实例和圆锥曲线知识本身的内在联系出发。 2、重视数学概念的发生、发展过程,在概念的形成过程中培养学生用类比的思想提出问题,猜想结论

3、重视学生的学习过程,在教学中充分体现“教师主导、学生主体”的教学理念,注重培养学生创新思维,独立思考、相互交流、合作探究的能力

二、设计思路:

1、以类比的思想出发,巩固旧知,引出新知

课本采取的是以二次函数表示抛物线引入,这里,采用了比较传统的类比椭圆和双曲线的定义出发,结合第二定义进行合理的猜想,引入几何画板,借助多媒体直观展示圆锥曲线的形成过程,进而给出定义。

类比求前两种曲线方程的步骤求抛物线标准方程 2、加强“数量关系”与“平面图形”的结合

根据抛物线的方程刻画图形,这里不是简单的要求学生记忆一次表示对称轴,符号决定开口,而是从X和Y的取值范围刻画图形。

3、重视课本思考题的设置,合理的增加探究题

这里除了课本的思考题外,增加了探讨“二次函数表示抛物线,那么抛物线是否表示二次函数?”的问题,加强学生对函数对应的本质的再次理解

三、学情分析:

1、学生已有的知识储备情况

抛物线是圆锥曲线中的一种,也是日常生活中常见的一种曲线.一是学生很早就认识了抛物线,二是学生有了探索圆锥曲线的基本方法和认知,这对于圆锥曲线的后续学习有借鉴、迁移的作用。不管从生活实例还是从二次函数的图像是抛物线等等出发,可以说学生对抛物线的几何图形已经有了直观的认识. 这节课的授课对象是我校高二的学生,他们的数学基础知识比较扎实,具有一定的空间想象能力、抽象概括能力和推理运算的技能,有较好的学习习惯和方法.

2、预计的学生在本节课学习中的难度及对策 1、坐标系的建立

对策:这里教师不作引导,由学生自己选择建系方式,再将学生的结果用投影仪展示出来,并进行归纳,预设出原点在焦点、在抛物线顶点和在准线与X轴交点这三种可能的方案

2.求抛物线的方程

对策:全班分三组完成,求出不同建系方式下的抛物线方程.通过比较,明确第2种建系方式所得的抛物线方程最简洁,并把这个方程叫做抛物线的标准方程.

3.明确抛物线标准方程的四种形式

对策:从以上推导出的一种形式的抛物线进行数形结合分析,先从形得角度出发求焦点坐标和准线方程,再从数的角度出发通过研究未知量X和Y的取值范围刻画抛物线图形,进而得出结论:一次决定对称轴,符号决定开口。最后分组口答剩余三种图形对应的方程或方程对应的图形。

4.两个思考题的探究 思考一:

你能说明y?ax2(a?0)的图像为什么是抛物线吗?指出它的焦点坐标和准线方程。对策:引导学生从抛物线定义及其标准方程的形式上进行解答

思考二:

二次函数表示的图形是抛物线,那么以上四种抛物线的图形是否都表示二次函数呢? 对策:引导学生从函数的实质,即对应关系的角度进行分析,从而加深对函数的理解

四、教学目标及分解

据对教材和学情的分析,遵循《普通高中数学课程标准》对本节的教学要求,我将这节课的教学目标、重点和难点设置为:

教学目标:

1.经历从具体情景中抽象出抛物线几何特征的过程; 2.掌握抛物线的几何图形,定义和标准方程;

3.进一步巩固圆锥曲线的研究方法,体会类比法,直接法,待定系数法和数形结合思想在数学中的应用

4.感受抛物线的广泛应用和文化价值,体会学习数学的乐趣和数学美. 教学重点:

1.掌握抛物线的定义与相关概念; 2.掌握抛物线的标准方程; 教学难点:

1、从抛物线的画法中抽象概括出抛物线的定义; 2、结合抛物线的标准方程刻画抛物线图形; 3、根据图形写出标准方程。

五、教学基本流程:

生活中抛物线的直观感受-----数学中由圆锥曲线的第二定义引发的猜想--------类比椭圆双曲线得出抛物线定义----类比求曲线方程一般步骤求抛物线标准方程------从数和形的角度深入分析抛物线四种基本形式-------课堂练习------新旧知识的对比引发两个对抛物线的思考题 -------课后作业


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