2019-2020年高二数学上 第七章 直线和圆的方程： 7.5曲线的方程(二)教案.doc

2019-2020年高二数学上 第七章 直线和圆的方程： 7.5曲线的方程(二)教案教学目的：1了解什么叫轨迹，并能根据所给的条件，选择恰当的直角坐标系求曲线的轨迹方程，画出方程所表示的曲线 2在形成概念的过程中，培养分析、抽象和概括等思维能力，掌握形数结合、函数与方程、化归与转化等数学思想，以及坐标法、待定系数法等常用的数学方法3培养学生实事求是、合情推理、合作交流及独立思考等良好的个性品质，以及主动参与、勇于探索、敢于创新的精神教学重点：求曲线方程的方法、步骤教学难点：定义中规定两个关系（纯粹性和完备性）授课类型：新授课课时安排：1课时教 具：多媒体、实物投影仪教法分析：第一课时概念强、思维量大、例题习题不多使用启发方法符合学生的认知规律第二、第三课时规律性强，题目多，可结合实际灵活采用教学方法在探索一般性解题方法时，可采用发现法教学，在方法的应用及拓广时，可采用归纳法；在训练与反馈部分，则主要采用讲练结合法进行教学过程：一、复习引入：1“曲线的方程”、“方程的曲线”的定义：在直角坐标系中，如果某曲线C上的点与一个二元方程的实数解建立了如下关系：(1)曲线上的点的坐标都是这个方程的解；（纯粹性）(2)以这个方程的解为坐标的点都是曲线上的点（完备性）那么，这个方程叫做曲线的方程；这条曲线叫做方程的曲线 2定义的理解：在领会定义时，要牢记关系(1)、(2)两者缺一不可，它们都是“曲线的方程”和“方程的曲线”的必要条件两者满足了，“曲线的方程”和“方程的曲线”才具备充分性只有符合关系(1)、(2)，才能将曲线的研究转化为方程来研究，即几何问题的研究转化为代数问题这种“以数论形”的思想是解析几何的基本思想和基本方法 二、讲解新课：1. 坐标法在笛卡尔以前，人们对代数方程已经有了一定的研究，但是对于二元方程的研究较少，因为大家认识到二元方程的解都是不确定的 对于这种“不定方程”，除了有少数人研究它的整数解以外，大多数人都认为研究它是没有意义的，是不必要的。笛卡尔却对对这个“没有意义的课题”赋予了新的生命，他没有把看成是未知数，而是创造性地把看成是变量(从此，变量引入了数学)，让连续地变，则对每一个确定的的值，一般来说都可以从方程算出相应的值(这就是函数思想的萌芽) 然后，他把这些点的集合便构成了一条曲线C 由这样得出的曲线C和方程有非常密切的关系：曲线上每一个点的一对坐标都是方程的一个实数解；反之，方程的每一个实数解对应的点都在曲线上 这就是说，曲线上的点集和方程的实数解集具有一一对应的关系 这个“一一对应”的关系导致了曲线的研究也可以转化成对曲线的研究 这种通过研究方程的性质，间接地来研究曲线性质的方法叫做坐标法（就是借助于坐标系研究几何图形的方法）根据几何图形的特点，可以建立不同的坐标系 最常用的坐标系是直角坐标系和极坐标。在目前的中学阶段只采用了直角坐标系 2解析几何的创立意义及其基本问题在数学中，用坐标法研究几何图形的知识形成的一门学科，叫解析几何 它是一门用代数方法研究几何问题的数学学科，产生于十七世纪初期，法国数学家笛卡尔是解析几何的奠基人 另一位法国数学家费马也是解析几何学的创立者 他们创立解析几何，在数学史上具有划时代的意义：一是在数学中首次引入了变量的概念，二是把数与形紧密地联系起来了 解析几何的创立是近代数学开端的标志，为数学的应用开辟了广阔的领域 3平面解析几何研究的主要问题根据已知条件求出表示平面曲线的方程；通过方程，研究平面曲线的性质 本节主要通过例题的形式学习第一个问题，即如何求曲线的方程 小结时总结出求简单的曲线方程的一般步骤4求简单的曲线方程的一般步骤：（1）建立适当的坐标系，用有序实数对表示曲线上任意一点M的坐标；（2）写出适合条件P的点M的集合；（3）用坐标表示条件P（M），列出方程;（4）化方程为最简形式；（5）证明以化简后的方程的解为坐标的点都是曲线上的点三、讲解范例：选题意图：考查求轨迹方程的基本方法例、设、两点的坐标是 (-1, -1)、(3,7),求线 段的垂直平分线方程 .MAB解：设M（x,y）是 线段AB的垂直平分线上任意一点，也就是点M属于集合P=M|MA|=|MB|由两点间距离公式，点M所适合的条件可表示为：将上式两边平方，整理得 x+2y-7=0 （1）证明：方程（1）是线段AB的垂直平分线的方程1、由求解过程知，垂直平分线上点的坐标都是方程的解.2、设(x1,y1)是方程（1）的解， x1+2y1-7=0 ，x1=7-2y1点M到A、B的距离分别是|MA|= ，|MB|=|MA|=|MB|，即M在线段AB的垂直平分线上由(1)(2)知方程（1）是线段AB的垂直平分线的方程例2 点M到两条互相垂直的直线的距离相等，求点M的轨迹方程.解：取已知两条互相垂直的直线为坐标轴，建立直角坐标系，如图所示，设点M的坐标为，点M的轨迹就是到坐标轴的距离相等的点的集合P=，其中Q、R分别是点M到x轴、y轴的垂线的垂足因为点M到x轴、y轴的距离分别是它的纵坐标和横坐标的绝对值，所以条件可写成即=0 下面证明是所求轨迹的方程(1)由求方程的过程可知，曲线上的点的坐标都是方程的解；(2) 设点的坐标是方程的解，那么，即，而、正是点到纵轴、横轴的距离，因此点到这两条直线的距离相等，点是曲线上的点由(1)(2)可知，方程是所求轨迹的方程，图形如图所示.点评：建立适当的坐标系能使求轨迹方程的过程较简单.所求方程的形式较“整齐”例3 设A、B两点的坐标是(1，0)、(-1,0),若，求动点M的轨迹方程解：设M的坐标为，M属于集合P=.由斜率公式，点M所适合的条件可表示为 ，整理后得 (1) 下面证明 (x1)是点M的轨迹方程(1)由求方程的过程可知，M的坐标都是方程 (x1)的解；(2)设点的坐标是方程 (x1)的解，即， 由上述证明可知，方程 (x1)是点M的轨迹方程说明：所求的方程后面应加上条件 例4 已知一条曲线在轴的上方，它上面的每一个点到A（0，2）的距离减去它到轴的距离的差都是2，求这条曲线的方程分析：这条曲线是到A点的距离与其到轴的距离的差是2的点的集合或轨迹的一部分解：设点是曲线上任意一点，MB轴，垂足是B，那么点M属于集合P=MMA-MB=2即 =2整理得 , 因为曲线在轴的上方，所以y0，虽然原点O的坐标（0，0）是这个方程的解，但不属于已知曲线，所以曲线的方程应是： (0) 它的图形是关于轴对称的抛物线，但不包括抛物线的顶点例5 在ABC中，已知顶点A(1，1)，B(3，6)且ABC的面积等于3，求顶点的轨迹方程 解：设顶点的坐标为,作HAB于H，则动点C属于集合P=，直线AB的方程是,即.化简，得-3=6,即-9=0或+3=0,这就是所求顶点的轨迹方程.点评：顶点的轨迹方程，就是定直线AB的距离等于的动点的轨迹方程 例6 已知ABC，第三个顶点在曲线上移动，求ABC的重心的轨迹方程解：设ABC的重心为，顶点的坐标为，由重心坐标公式得代入得3，即为所求轨迹方程说明：在这个问题中，动点与点之间有关系，写出与之间的坐标关系，并用的坐标表示的坐标，而后代入的坐标所满足的关系式化简整理即得所求,这种方法叫相关点法四、课堂练习：1求点P到点F（4，0）的距离比它到直线+5=0的距离小1的点的轨迹方程解：设P为所求轨迹上任意一点，点P到F的距离比它到直线+5=0的距离小1.故点P到F（4，0）的距离与点P到直线+4=0的距离PD相等PF=PD=-(-4)2.过点P(2,4)作互相垂直的直线,，若交轴于A，交轴于B，求线段AB中点M的轨迹方程解法一：设M为所求轨迹上任一点，M为AB中点，A（2,0),B(0,2),且,过点P（2，4），PAPB =(x1),= =-1 即 +2-5=0(1) 当=1时，A（2，0）、B（0，4）,此时AB中点M的坐标为（1，2），它也满足方程+2-5=0.所求点M的轨迹方程为+2-5=0解法二：连结PM. 设M,则A（2,0),B(0,2),PAB为直角三角形PM=AB即化简：+2-5=0所求点M的轨迹方程为+2-5=0五、小结 ：求简单的曲线方程的一般步骤六、课后作业： 七、板书设计（略）八、课后记：