§2.3.1 雙曲線及其標(biāo)準(zhǔn)方程(1課時(shí))
[教學(xué)目標(biāo)]
三、教學(xué)過(guò)程
1.橢圓的定義是什么?
平面內(nèi)與兩定點(diǎn)F1、F2的距離的和等于常數(shù)(大于|F
2.橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程是什么?
3.雙曲線的定義是什么?
平面內(nèi)與兩定點(diǎn)F1、F2的距離的差的絕對(duì)值是常數(shù)(小于|F
思考:1.若常數(shù)要等于|F
2.若常數(shù)要大于|F
3.定點(diǎn)F1、F2與動(dòng)點(diǎn)M不在平面上,能否得到雙曲線?(強(qiáng)調(diào)“在平面內(nèi)”)
4.|MF1|與|MF2|哪個(gè)大?(當(dāng)M在雙曲線右支上時(shí),|MF1|>|MF2|;當(dāng)點(diǎn)M在雙曲線左支上時(shí),|MF1|<|MF2|)
(二)雙曲線的標(biāo)準(zhǔn)方程的推導(dǎo)方程(建――設(shè)――顯――代――化)
提問(wèn):已知橢圓的圖形,是怎么樣建立直角坐標(biāo)系的?類(lèi)比求橢圓標(biāo)準(zhǔn)方程的方法由學(xué)生來(lái)建立直角坐標(biāo)系.
(1)建系設(shè)點(diǎn),以F
(2)定集合:P={M||MF1|-|MF2|=±
(3)寫(xiě)方程并化簡(jiǎn):-=±
∵2a<2ca>c>0,∴可令c2-a2=b2(如圖)代入有: -=1(a>0,b>0)
類(lèi)比橢圓:設(shè)參量的意義:第一、便于寫(xiě)出雙曲線的標(biāo)準(zhǔn)方程;第二、的關(guān)系有明顯的幾何意義.(雙曲線分母a,b僅僅要求正,不要求大小關(guān)系,在雙曲線中,a,b,c的關(guān)系與橢圓不同)
類(lèi)比:寫(xiě)出焦點(diǎn)在軸上,中心在原點(diǎn)的雙曲線的標(biāo)準(zhǔn)方程.
類(lèi)比:橢圓的方程可以寫(xiě)成mx2+ny2=1(m,n為正數(shù),m≠n),雙曲線方程可以寫(xiě)成什么形式?(mx2+ny2=1,mn<0)
練習(xí):教材練習(xí)1,2(重在說(shuō)明待定系數(shù)法求雙曲線方程的步驟)
(三)例題講解
例1 、方程8kx2-ky2=8
(1)若它表示一雙曲線方程,求k的范圍;(2)表示橢圓方程,求k的范圍;(3)與橢圓=1有公共焦點(diǎn)的橢圓,求k的值;
解:(1)k2>0,k≠0; (2)k<0; (3)k=1
例2、已知,兩地相距,一炮彈在某處爆炸,在處聽(tīng)到炮彈爆炸聲的時(shí)間比在處遲2s,設(shè)聲速為.
(1)爆炸點(diǎn)在什么曲線上?
(2)求這條曲線的方程。
分析:首先要判斷軌跡的形狀,由聲學(xué)原理:由聲速及,兩地聽(tīng)到爆炸聲的時(shí)間差,即可知,兩地與爆炸點(diǎn)的距離差為定值.由雙曲線的定義可求出炮彈爆炸點(diǎn)的軌跡方程.
(解答: )
思考:有幾個(gè)觀測(cè)點(diǎn)可以確定爆炸點(diǎn)的位置?(至少三個(gè))
四、小結(jié):雙曲線標(biāo)準(zhǔn)方程
作業(yè):教材P37----習(xí)題2.3(1)
[補(bǔ)充習(xí)題] 討論方程(k-1)x2+(2-k)y2=-k2+3k-2表示的曲線
解:k-1=0即k=1時(shí),方程為y=0表示x軸;
2-k=0即k=2時(shí),方程為x=0表示y軸
當(dāng)k≠1且k≠2時(shí),方程為+=1
當(dāng)2-k>k-1>0即1<k<時(shí),方程表示焦點(diǎn)在x軸上的橢圓
當(dāng)2-k=k-1>0即k=時(shí),方程為x2+y2=,表示圓
當(dāng)0<2-k<k-1即<k<2時(shí),方程表示焦點(diǎn)在y軸上的橢圓
當(dāng)2-k<0<k-1即k>2時(shí),方程表示焦點(diǎn)在y軸上的雙曲線
當(dāng)k-1<0<2-k即k<1時(shí),方程表示焦點(diǎn)在x軸上的雙曲線
[教后感想與作業(yè)情況]
§2.3.2 雙曲線的簡(jiǎn)單幾何性質(zhì)(1)――性質(zhì)
[教學(xué)目標(biāo)]
[教學(xué)重點(diǎn)]雙曲線的幾何性質(zhì)及初步運(yùn)用。
[教學(xué)難點(diǎn)]雙曲線的漸近線。
三、情感態(tài)度和價(jià)值觀:體會(huì)數(shù)形結(jié)合和類(lèi)比的思想方法
[教學(xué)過(guò)程] (一)復(fù)習(xí)提問(wèn)引入新課:1.橢圓有哪些幾何性質(zhì),是如何探討的?2.雙曲線的兩種標(biāo)準(zhǔn)方程是什么? 下面我們類(lèi)比橢圓的幾何性質(zhì)來(lái)研究它的幾何性質(zhì).
(二)類(lèi)比聯(lián)想得出性質(zhì)(范圍、對(duì)稱(chēng)性、頂點(diǎn)) 引導(dǎo)學(xué)生完成下列關(guān)于橢圓與雙曲線性質(zhì)的表格
思考:1、從雙曲線的圖形上,還能看出什么范圍?
(由雙曲線方程-=1(a>0,b>0)得到->0,(-)(+)>0,這樣或,對(duì)應(yīng)區(qū)域?yàn)?img src="http://thumb.zyjl.cn/pic4/docfiles/down/test/down/e20c13800fe0f1001f5fa08dd65452dd.zip/60497/2.3雙曲線.files/image056.jpg" >)
思考2:關(guān)于x軸、y軸、原點(diǎn)對(duì)稱(chēng)的方程如何用式子表示?(一般的曲線C:f(x,y)=0也成立,即:對(duì)任意x,y,f(-x,y)=0則曲線C關(guān)于y軸對(duì)稱(chēng);f(x,-y)=0則曲線C關(guān)于x軸對(duì)稱(chēng);f(-x,-y)=0則曲線C關(guān)于原點(diǎn)對(duì)稱(chēng),用之常檢驗(yàn)曲線的對(duì)稱(chēng)性)
(三)漸近線:雙曲線的范圍在以直線和為邊界的平面區(qū)域內(nèi),那么從x,y的變化趨勢(shì)看,雙曲線與直線具有怎樣的關(guān)系呢?
根據(jù)對(duì)稱(chēng)性,可以先研究雙曲線在第一象限的部分與直線的關(guān)系。雙曲線在第一象限的部分可寫(xiě)成:
設(shè)M(x,y)是其上面的點(diǎn),N(x,yN)是直線y=上與M相同的橫坐標(biāo)的點(diǎn)MN=yN-y=-=;當(dāng)x逐漸增大時(shí),MN逐漸減小,x無(wú)限增大,MN接近于零,就是說(shuō),雙曲線在第一象限的部分從射線ON的下方逐漸接近于射線ON.在其他象限內(nèi)也可以證明類(lèi)似的情況.
這樣,我們將稱(chēng)雙曲線的漸近線。由漸進(jìn)線可以大致作出雙曲線的圖形。特別的,當(dāng)a=b時(shí)的雙曲線稱(chēng)等軸雙曲線。
思考:等軸雙曲線的漸近線是什么?(y=±x)
(四)離心率:與橢圓類(lèi)似,將雙曲線焦距與實(shí)軸的比值稱(chēng)此雙曲線的離心率,e=
思考:橢圓的離心率反應(yīng)橢圓的扁圓程度,雙曲線離心率反應(yīng)什么呢?(由于==,這樣e越大,就越大雙曲線的開(kāi)口就越開(kāi)闊.所以離心率反應(yīng)了雙曲線的開(kāi)闊程度)
思考:雙曲線=1(a>0,b>0)有哪些基本性質(zhì)?
課堂練習(xí):教材P41----練習(xí)題
[小結(jié)]雙曲線的基本性質(zhì),與橢圓不同的是加了漸近線
[作業(yè)]教材P41---習(xí)題2.3(2)1,2,3,4,8
[補(bǔ)充習(xí)題]
1、經(jīng)過(guò)雙曲線上任一點(diǎn),作平行于實(shí)軸的直線,與漸近線交于兩點(diǎn),則___________;作平行于虛軸的直線,與漸近線交于兩點(diǎn),則到的距離之積為定值, 。
2、求證:由雙曲線的一個(gè)焦點(diǎn)向一漸近線作垂線,垂線段長(zhǎng)為定值,等于,并求垂足的橫坐標(biāo)。
[答案]
1、a2,b2
2、證明:如圖2,設(shè)焦點(diǎn),漸近線,即,
由點(diǎn)到直線的距離公式得:;
又過(guò)點(diǎn)且與漸近線垂直
的直線方程為:,
兩方程聯(lián)立解得交點(diǎn)坐標(biāo)為,顯然該點(diǎn)的橫坐標(biāo)。
教后感想與作業(yè)情況
[教學(xué)目的]
[教學(xué)難點(diǎn)、重點(diǎn)]漸近線與雙曲線方程間關(guān)系
[教學(xué)過(guò)程]
二、典例分析
例1、(1)求等軸雙曲線的離心率;(2)一條雙曲線漸近線方程為y=±x,求其離心率;(3)若雙曲線兩條漸近線的夾角為600,求其離心率
解:(1)e=
(2)雙曲線方程為時(shí),=,e=;方程為時(shí),=,e=;總之,離心率為或
說(shuō)明:由漸近線可以確定雙曲線的離心率,如圖,可以看出e==
(3)夾角為600,雙曲線可能在夾角范圍內(nèi),也有在其補(bǔ)角范圍內(nèi),即漸近線與軸的夾角為300或600;e==或e==2
變形練習(xí)1:“雙曲線離心率為”是“雙曲線為等軸雙曲線”的__________條件(充要)
變形練習(xí)2:若雙曲線兩條漸近線的夾角為α,求其離心率(或)
例2、P為雙曲線上一點(diǎn),F(xiàn)是其右焦點(diǎn),(1)求PF的最值及此時(shí)點(diǎn)P的坐標(biāo);(2)若集合A={(x,y)| ,a、b>0},集合B={(x,y)|(x-c)2+y2=r2,其中c=,r>0},求A∩B元素的個(gè)數(shù)
解:(1)設(shè)P(x,y),PF2=(x-c)2+y2=x2-2cx+c2+(-1)b2=x2-2cx+a2(x≤-a或x≥a),由圖象知x=a時(shí)PF2min=(c-a)2,PFmin=c-a,此時(shí)P(a,0);PF無(wú)最大值
(說(shuō)明:該結(jié)論可以先從圖中看出,再進(jìn)行驗(yàn)證)
(2)由(1) PFmin=c-a,故r<c-a時(shí),A∩B有0個(gè)元素;r=c-a時(shí),A∩B有1個(gè)元素;c-a<r<c+a時(shí),A∩B有2個(gè)元素;r=c+a時(shí),A∩B有3個(gè)元素;r>c+a時(shí),A∩B有4個(gè)元素
例3、(1)寫(xiě)出與的漸近線方程,由此說(shuō)明(λ≠0)的漸近線方程是什么?
(2)寫(xiě)出與-=1的漸近線方程,由此說(shuō)明(λ≠0)的漸近線方程是什么?
(3)由(1)(2)你能得到什么結(jié)論?
(4)求與=1有公共漸近線且過(guò)點(diǎn)(15,4)的雙曲線方程
解:(1)y=±x,
(2)y=±x,
(3) 雙曲線與漸近線方程具有統(tǒng)一形式,其中λ≠0為雙曲線方程,λ=0時(shí)為相應(yīng)的漸近線方程
(4)設(shè)雙曲線方程為=λ,將(15,4)代入得λ=8,從而雙曲線方程為=8
三、小結(jié):1、由漸近線可以確定雙曲線的離心率
2、雙曲線與漸近線方程具有統(tǒng)一形式,其中λ≠0為雙曲線方程,λ=0時(shí)為相應(yīng)的漸近線方程
[補(bǔ)充習(xí)題]
四、作業(yè):教材P41-----5,6,9,10,11
1、已知雙曲線的兩個(gè)焦點(diǎn)分別是,點(diǎn)為雙曲線上的一點(diǎn),且,則的面積等于
A、0.5
B、
2、已知方程表示焦點(diǎn)在軸上的雙曲線,則點(diǎn)在
A、第一象限 B、第二象限 C、第三象限 D、第四象限
3、橢圓的離心率為,則雙曲線的離心率為
A、 B、 C、 D、
4、若焦點(diǎn)在軸上的雙曲線方程是,則其焦距的取值范圍是
5、(1)雙曲線上任意一點(diǎn)到兩條漸進(jìn)線的距離的乘積是一個(gè)定值;(2)經(jīng)過(guò)雙曲線上任一點(diǎn),作平行于兩漸近線的直線,與漸近線交于兩點(diǎn),則平行四邊形的面積為定值,求此定值。
[答案]
1、C
2、C
3、A
4、-2<k<1
5、(1)設(shè)雙曲線的方程為 所以漸近線方程為;到的距離 到的距離
*又在雙曲線上 所以 即 故*可化為
(2)證明:設(shè)點(diǎn)到兩漸近線的距離分別為,兩漸進(jìn)線的夾角為,則有: ,
代入上式并整理得:。
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