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1、高一數(shù)學(xué)《雙曲線的簡單幾何性質(zhì)》說課稿
一、教材分析
1. 教材中的地位及作用
本節(jié)課是學(xué)生在已掌握雙曲線的定義及標(biāo)準(zhǔn)方程之后,在此基礎(chǔ)
上,反過來利用雙曲線的標(biāo)準(zhǔn)方程研究其幾何性質(zhì)。它是教學(xué)大綱
要求學(xué)生必須掌握的內(nèi)容,也是高考的一個考點(diǎn),是深入研究雙曲
線,靈活運(yùn)用雙曲線的定義、方程、性質(zhì)解題的基礎(chǔ),更能使學(xué)生
理解、體會解析幾何這門學(xué)科的研究方法,培養(yǎng)學(xué)生的解析幾何觀
念,提高學(xué)生的數(shù)學(xué)素質(zhì)。
2. 教學(xué)目標(biāo)的確定及依據(jù)
平面解析幾何研究的主要問題之一就是:通過方程,研究平面曲
線的性質(zhì)。教學(xué)參考書中明確要求:學(xué)生要掌握圓錐曲線的性質(zhì),
初步掌握根據(jù)曲線的方程,研
2、究曲線的幾何性質(zhì)的方法和步驟。根
據(jù)這些教學(xué)原則和要求,以及學(xué)生的學(xué)習(xí)現(xiàn)狀,我制定了本節(jié)課的
教學(xué)目標(biāo)。
(1)知識目標(biāo):①使學(xué)生能運(yùn)用雙曲線的標(biāo)準(zhǔn)方程討論雙曲線的
范圍、對稱性、頂點(diǎn)、離心率、漸近線等幾何性質(zhì) ;
②掌握雙曲線標(biāo)準(zhǔn)方程中
的幾何意義,理解雙曲線的漸近線的概念及證明 ;
③能運(yùn)用雙曲線的幾何性質(zhì)解決雙曲線的一些基本問題。
(2)能力目標(biāo):①在與橢圓的性質(zhì)的類比中獲得雙曲線的性質(zhì),
培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力,想象能力,數(shù)形結(jié)合能力,分析、歸納能力
和邏輯推理能力,以及類比的學(xué)習(xí)方法 ;
②使學(xué)生進(jìn)一步掌握利用方程研究曲線性質(zhì)的基本方法,加深對 直角坐標(biāo)系中曲線與方
3、程的概念的理解。
(3) 德育目標(biāo):培養(yǎng)學(xué)生對待知識的科學(xué)態(tài)度和探索精神,而且
能夠運(yùn)用運(yùn)動的,變化的觀點(diǎn)分析理解事物。
3. 重點(diǎn)、難點(diǎn)的確定及依據(jù)
對圓錐曲線來說,漸近線是雙曲線特有的性質(zhì),而學(xué)生對漸近線
的發(fā)現(xiàn)與證明方法接受、理解和掌握有一定的困難。因此,在教學(xué)
過程中我把漸近線的發(fā)現(xiàn)作為重點(diǎn),充分暴露思維過程,培養(yǎng)學(xué)生
的創(chuàng)造性思維,通過誘導(dǎo)、分析,巧妙地應(yīng)用極限思想導(dǎo)出了雙曲
線的漸近線方程。這樣處理將數(shù)學(xué)思想滲透于其中,學(xué)生也易接受。
因此,我把漸近線的證明作為本節(jié)課的難點(diǎn),根據(jù)本節(jié)的教學(xué)內(nèi)容
和教學(xué)大綱以及高考的要求,結(jié)合學(xué)生現(xiàn)有的實(shí)際水平和認(rèn)知能力,
我把
4、漸近線和離心率這兩個性質(zhì)作為本節(jié)課的重點(diǎn)。
4. 教學(xué)方法
這節(jié)課內(nèi)容是通過雙曲線方程推導(dǎo)、研究雙曲線的性質(zhì),本節(jié)內(nèi)
容類似于“橢圓的簡單的幾何性質(zhì)”,教學(xué)中可以與其類比講解,
讓學(xué)生自己進(jìn)行探究,得到類似的結(jié)論。在教學(xué)中,學(xué)生自己能得
到的結(jié)論應(yīng)該讓學(xué)生自己得到,凡是難度不大,經(jīng)過學(xué)習(xí)學(xué)生自己
能解決的問題,應(yīng)該讓學(xué)生自己解決,這樣有利于調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的
積極性,激發(fā)他們的學(xué)習(xí)積極性,同時也有利于學(xué)習(xí)建立信心,使
他們的主動性得到充分發(fā)揮,從中提高學(xué)生的思維能力和解決問題
的能力。
漸近線是雙曲線特有的性質(zhì),我們常利用它作出雙曲線的草圖,
而學(xué)生對漸近線的發(fā)現(xiàn)與證明方法接
5、受、理解和掌握有一定的困難。
因此,在教學(xué)過程中著重培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造性思維,通過誘導(dǎo)、分析,
從已有知識出發(fā),層層設(shè) ( 釋) 疑,激活已知,啟迪思維,調(diào)動學(xué)生
自身探索的內(nèi)驅(qū)力,進(jìn)一步清晰概念 ( 或圖形 ) 特征,培養(yǎng)思維的深
刻性。
例題的選備,可將此題作一題多變 (變條件,變結(jié)論 ) ,訓(xùn)練學(xué)生
一題多解,開拓其解題思路,使他們在做題中總結(jié)規(guī)律、發(fā)展思維、
提高知識的應(yīng)用能力和發(fā)現(xiàn)問題、解決問題能力。
二、教學(xué)程序
( 一 ). 設(shè)計思路
( 二 ). 教學(xué)流程
1. 復(fù)習(xí)引入
我們已經(jīng)學(xué)習(xí)過橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程和雙曲線的標(biāo)準(zhǔn)方程,以及橢圓
的簡單的幾何性質(zhì),請同學(xué)們
6、來回顧這些知識點(diǎn),對學(xué)習(xí)的舊知識
加以復(fù)習(xí)鞏固,同時為新知識的學(xué)習(xí)做準(zhǔn)備,利用多媒體工具的先
進(jìn)性,結(jié)合圖像來演示。
2. 觀察、類比
這節(jié)課內(nèi)容是通過雙曲線方程推導(dǎo)、研究雙曲線的性質(zhì),本節(jié)內(nèi)
容類似于“橢圓的簡單的幾何性質(zhì)”,教學(xué)中可以與其類比講解,
讓學(xué)生自己進(jìn)行探究,首先觀察雙曲線的形狀,試著按照橢圓的幾
何性質(zhì),歸納總結(jié)出雙曲線的幾何性質(zhì)。一般學(xué)生能用類似于推導(dǎo)
橢圓的幾何性質(zhì)的方法得出雙曲線的范圍、對稱性、頂點(diǎn)、離心率,
對知識的理解不能浮于表面只會看圖,也要會從方程的角度來解釋,
抓住方程的本質(zhì)。用多媒體演示,加強(qiáng)學(xué)生對雙曲線的簡單幾何性
質(zhì)范圍、對稱性、頂點(diǎn)
7、 (實(shí)軸、虛軸 ) 、離心率 (不深入的講解 ) 的鞏
固。之后,比較雙曲線的這四個性質(zhì)和橢圓的性質(zhì)有何聯(lián)系及區(qū)別,
這樣可以加強(qiáng)新舊知識的聯(lián)系,借助于類比方法,引起學(xué)生學(xué)習(xí)的
興趣,激發(fā)求知欲。
3. 雙曲線的漸近線的發(fā)現(xiàn)、證明
(1) 發(fā)現(xiàn)
由橢圓的幾何性質(zhì),我們能較準(zhǔn)確地畫出橢圓的圖形。那么,由
雙曲線的幾何性質(zhì),能否較準(zhǔn)確地畫出雙曲線
的圖形為引例,讓學(xué)生動筆實(shí)踐,通過列表描點(diǎn),就能把雙曲線
的頂點(diǎn)及附近的點(diǎn)較準(zhǔn)確地畫出來,但雙曲線向遠(yuǎn)處如何伸展就不
是很清楚。從而說明想要準(zhǔn)確的畫出雙曲線的圖形只有那四個性質(zhì)
是不行的。
從學(xué)生曾經(jīng)學(xué)習(xí)過的反比例函數(shù)入手,而且可
8、以比較精確的畫出
反比例函數(shù)
的圖像,它的圖像是雙曲線,當(dāng)雙曲線伸向遠(yuǎn)處時,它與 x 、 y
軸無限接近,此時 x 、 y 軸是
的漸近線,為后面引出漸近線的概念埋下伏筆。從而讓學(xué)生猜想
雙曲線
有何特征 ?有沒有漸近線 ?由于雙曲線的對稱性,我們只須研究它
的圖形在第一象限的情況即可。在研究雙曲線的范圍時,由雙曲線
的標(biāo)準(zhǔn)方程
,可解出
,
,當(dāng) x 無限增大時, y 也隨之增大,不容易發(fā)現(xiàn)它們之間的微妙
關(guān)系。但是如果將式子變形為
,我們就會發(fā)現(xiàn):當(dāng) x 無限增大,
逐漸減小、無限接近于 0,而
就逐漸增大、無限接近于 1(
); 若將
變形為
,即說明
9、此時雙曲線在第一象限,當(dāng) x 無限增大時,其上的點(diǎn)與
坐標(biāo)原點(diǎn)之間連線的斜率比 1 小,但與斜率為 1 的直線無限接近,
且此點(diǎn)永遠(yuǎn)在直線
的下方。其它象限向遠(yuǎn)處無限伸展的變化趨勢就可以利用對稱性
得到,從而可知雙曲線
的圖形在遠(yuǎn)處與直線
無限接近,此時我們就稱直線
叫做雙曲線
的漸近線。這樣從已有知識出發(fā),層層設(shè) ( 釋)疑,激活已知,啟
迪思維,調(diào)動學(xué)生自身探索的內(nèi)驅(qū)力,進(jìn)一步清晰概念 ( 或圖形 ) 特
征,培養(yǎng)思維的深刻性。
利用由特殊到一般的規(guī)律,就可以引導(dǎo)學(xué)生探尋雙曲線
(a>0 , b>0) 的漸近線,讓學(xué)生同樣利用類比的方法,將其變形為
,
,由于雙
10、曲線的對稱性,我們可以只研究第一象限向遠(yuǎn)處的變化
趨勢,繼續(xù)變形為
,
,可發(fā)現(xiàn)當(dāng) x 無限增大時,
逐漸減小、無限接近于 0,
逐漸增大、無限接近于
,即說明對于雙曲線在第一象限遠(yuǎn)處的點(diǎn)與坐標(biāo)原點(diǎn)之間連線的
斜率比
小,與斜率為
的直線無限接近,且此點(diǎn)永遠(yuǎn)在直線
下方。其它象限向遠(yuǎn)處無限伸展的變化趨勢可以利用對稱性得到,
從而可知雙曲線
(a>0 , b>0) 的圖形在遠(yuǎn)處與直線
無限接近,直線
叫做雙曲線
(a>0 , b>0) 的漸近線。我就是這樣將漸近線的發(fā)現(xiàn)作為重點(diǎn),充
分暴露思維過程,培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造性思維,通過誘導(dǎo)、分析,巧妙
地應(yīng)用極限思想導(dǎo)出了
11、雙曲線的漸近線方程。這樣處理將數(shù)學(xué)思想
滲透于其中,學(xué)生也易接受。
(2) 證明
如何證明直線
是雙曲線
(a>0 , b>0) 的漸近線呢 ?
啟發(fā)思考①:首先,逐步接近,轉(zhuǎn)換成什么樣的數(shù)學(xué)語
言?(x—oo ,d -0)
啟發(fā)思考②:顯然有四處逐步接近,是否每一處都進(jìn)行證明 ?
啟發(fā)思考③:鎖定第一象限后,具體地怎樣利用 x表示d
( 工具是什么:點(diǎn)到直線的距離公式 )
啟發(fā)思考④:讓學(xué)生設(shè)點(diǎn),而 d的表達(dá)式較復(fù)雜,能否將問題進(jìn) 行轉(zhuǎn)化 ?
分析:要證明直線
是雙曲線
(a>0, b>0)的漸近線,即要證明隨著x的增大,直線和曲線越來 越靠攏。也即要證曲線上的點(diǎn)
12、到直線的距離
|MQ|越來越短,因此把問題轉(zhuǎn)化為計算|MQ|。但因|MQ|不好直接 求得,因此又可以把問題轉(zhuǎn)化為求 |MN| 。
啟發(fā)思考⑤:這樣證明后,還須交代什么 ?
( 在其他象限,同理可證,或由對稱性可知有相似情況 )
引導(dǎo)學(xué)生層層深入的進(jìn)行探究,從而更深刻的理解雙曲線的漸近
線的發(fā)現(xiàn)及證明過程。
(3) 深化
再來研究實(shí)軸在 y 軸上的雙曲線
(a>0 , b>0) 的漸近線方程就會變得容易很多,此時可利用類比的
方法或者利用對稱性得到焦點(diǎn)在 y 軸上的雙曲線的漸近線方程即為
。
這樣,我們就完滿地解決了畫雙曲線遠(yuǎn)處趨向問題,從而可比較
精確的畫出雙曲線。但是
13、如果仔細(xì)觀察漸近線實(shí)質(zhì)就是雙曲線過實(shí)
軸端點(diǎn)、虛軸端點(diǎn),作平行與坐標(biāo)軸的直線
所成的矩形的兩條對角線,數(shù)形結(jié)合,來加強(qiáng)對雙曲線的漸近線
的理解。
4. 離心率的幾何意義
橢圓的離心率反映橢圓的扁平程度,雙曲線離心率有何幾何意義
呢 ?不難得到:
,這是剛剛學(xué)生在類比橢圓的幾何性質(zhì)時就可以得到的簡單結(jié)論。
通過對離心率的研究,同樣也可以使學(xué)生進(jìn)一步加深對漸近線的理
解。
由等式
,可得:
,不難發(fā)現(xiàn): e 越小 ( 越接近于 1) ,
就越接近于 0,雙曲線開口越小 ;e 越大,
就越大,雙曲線開口越大。所以,雙曲線的離心率反映的是雙曲
線的開口大小。通過對這些性質(zhì)
14、的探究,就可以更好的理解雙曲線
圖形與這些基本量之間的關(guān)系,更加準(zhǔn)確的作出雙曲線的圖形。
5. 例題分析
為突出本節(jié)內(nèi)容,使學(xué)生盡快掌握剛才所學(xué)的知識。我選配了這
樣的例題:
例 1.求雙曲線 9x2-16y2=144 的實(shí)半軸長和虛半軸長、頂點(diǎn)和焦
點(diǎn)坐標(biāo)、漸近線方程、離心率。選題目的在于拿到一個雙曲線的方
程之后若不是標(biāo)準(zhǔn)式,要先將所給的雙曲線方程化為標(biāo)準(zhǔn)方程,后
根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)方程分別求出有關(guān)量。本題求漸近線的方程的方法: (1) 直
接根據(jù)漸近線方程寫出 ;(2) 利用雙曲線的圖形中的矩形框架的對角
線得到。加強(qiáng)對于雙曲線的漸近線的應(yīng)用和理解。
變 1:求雙曲線 9y2
15、-16x2=144 的實(shí)半軸長和虛半軸長、頂點(diǎn)和
焦點(diǎn)坐標(biāo)、漸近線方程、離心率。選題目的:和上題相同先將所給
的雙曲線方程化為標(biāo)準(zhǔn)方程,后根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)方程分別求出有關(guān)量 ; 但求
漸近線時可直接求出,也可以利用對稱性來求解。
關(guān)鍵在于對比:雙曲線的形狀不變,但在坐標(biāo)系中的位置改變,
它的那些性質(zhì)改變,那些性質(zhì)不變 ?試歸納雙曲線的幾何性質(zhì)。 ( 小
結(jié)列表 )
變 2:已知雙曲線的漸近線方程是
,且經(jīng)過點(diǎn) (
,3), 求雙曲線的標(biāo)準(zhǔn)方程。選題目的
:在已知雙曲線的漸近線的前提下,如何利用已知信息求解雙曲
線的方程。方法1:分焦點(diǎn)在x軸,焦點(diǎn)在y軸分別求解;方法2:
確定點(diǎn)
16、所在的區(qū)域,定方程的形式,然后求 a、 b 。深化知識,加強(qiáng)
應(yīng)用,使知識系統(tǒng)化。
例題的選備,可將此題作一題多變 (變條件,變結(jié)論 ) ,訓(xùn)練學(xué)生
一題多解,開拓其解題思路,使他們在做題中總結(jié)規(guī)律、發(fā)展思維、
提高知識的應(yīng)用能力和發(fā)現(xiàn)問題、解決問題能力。
6. 課堂練習(xí)
課本P113練習(xí)1.2,讓學(xué)生自己練習(xí),熟悉并運(yùn)用雙曲線的幾 何性質(zhì)解題,加強(qiáng)應(yīng)用性。
7. 課堂小結(jié)
(1) 通過本節(jié)學(xué)習(xí),要求學(xué)生熟悉并掌握雙曲線的幾何性質(zhì),尤
其是雙曲線的漸近線方程及其“漸近”性質(zhì)的證明,并能簡單應(yīng)用
雙曲線的幾何性質(zhì) ;
(2) 雙曲線的幾何性質(zhì)總結(jié) ( 學(xué)生填表歸納 ) 。
8. 課后作業(yè)
課本P113習(xí)題1.2.3 ,鞏固并掌握課上所學(xué)的知識。
思考:雙曲線與其漸近線的方程之間有何內(nèi)在的變化規(guī)律 ?看過 "
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