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2019-2020年高中數(shù)學(xué)《雙曲線及其標(biāo)準(zhǔn)方程》教案2 新人教A版選修1-1 一、教學(xué)目標(biāo) (一)知識(shí)教學(xué)點(diǎn) 1.掌握雙曲線定義、標(biāo)準(zhǔn)方程； 2.掌握焦點(diǎn)、焦距、焦點(diǎn)位置與方程關(guān)系； 3.認(rèn)識(shí)雙曲線的變化規(guī)律. (二)能力訓(xùn)練點(diǎn) 在與橢圓的類比中獲得雙曲線的知識(shí)，從而培養(yǎng)學(xué)生分析、歸納、推理等能力． (三)學(xué)科滲透點(diǎn) 本次課注意發(fā)揮類比和設(shè)想的作用，與橢圓進(jìn)行類比、設(shè)想，使學(xué)生得到關(guān)于雙曲線的定義、標(biāo)準(zhǔn)方程一個(gè)比較深刻的認(rèn)識(shí)． 二、教材分析 1．重點(diǎn)：雙曲線的定義和雙曲線的標(biāo)準(zhǔn)方程． (解決辦法：通過一個(gè)簡(jiǎn)單實(shí)驗(yàn)得出雙曲線，再通過設(shè)問給出雙曲線的定義；對(duì)于雙曲線的標(biāo)準(zhǔn)方程通過比較加深認(rèn)識(shí)．) 2．難點(diǎn)：雙曲線的標(biāo)準(zhǔn)方程的推導(dǎo)． (解決辦法：引導(dǎo)學(xué)生完成，提醒學(xué)生與橢圓標(biāo)準(zhǔn)方程的推導(dǎo)類比．) 3．疑點(diǎn)：雙曲線的方程是二次函數(shù)關(guān)系嗎？ (解決辦法：教師可以從引導(dǎo)學(xué)生回憶函數(shù)定義和觀察雙曲線圖形來(lái)解決，同時(shí)讓學(xué)生在課外去研究在什么附加條件下，雙曲線方程可以轉(zhuǎn)化為函數(shù)式．) 三、活動(dòng)設(shè)計(jì) 教學(xué)方法 啟發(fā)引導(dǎo)式 教具準(zhǔn)備 三角板、雙曲線演示模板、幻燈片 提問、實(shí)驗(yàn)、設(shè)問、歸納定義、講解、演板、口答、重點(diǎn)講解、小結(jié)． 四、教學(xué)過程 (一)復(fù)習(xí)提問 1．橢圓的定義是什么？(學(xué)生回答，教師板書) 平面內(nèi)與兩定點(diǎn)F1、F2的距離的和等于常數(shù)(大于|F1F2|)的點(diǎn)的軌跡叫做橢圓．教師要強(qiáng)調(diào)條件：(1)平面內(nèi)；(2)到兩定點(diǎn)F1、F2的距離的和等于常數(shù)；(3)常數(shù)2a＞|F1F2|． 2．橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程是什么？(學(xué)生口答，教師板書) (二)雙曲線的概念 把橢圓定義中的“距離的和”改為“距離的差”，那么點(diǎn)的軌跡會(huì)怎樣？它的方程是怎樣的呢？ 1．簡(jiǎn)單實(shí)驗(yàn)(邊演示、邊說(shuō)明) 如圖2-23，定點(diǎn)F1、F2是兩個(gè)按釘，MN是一個(gè)細(xì)套管，兩條細(xì)繩分別拴在按釘上且穿過套管，點(diǎn)M移動(dòng)時(shí)，|MF1|-|MF2|是常數(shù)，這樣就畫出曲線的一支；由|MF2|-|MF1|是同一常數(shù)，可以畫出另一支． 注意：常數(shù)要小于|F1F2|，否則作不出圖形．這樣作出的曲線就叫做雙曲線． 2．設(shè)問 問題1：定點(diǎn)F1、F2與動(dòng)點(diǎn)M不在平面上，能否得到雙曲線？ 請(qǐng)學(xué)生回答，不能．強(qiáng)調(diào)“在平面內(nèi)”． 問題2：|MF1|與|MF2|哪個(gè)大？ 請(qǐng)學(xué)生回答，不定：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|． 問題3：點(diǎn)M與定點(diǎn)F1、F2距離的差是否就是|MF1|-|MF2|？ 請(qǐng)學(xué)生回答，不一定，也可以是|MF2|-|MF1|．正確表示為||MF2|-|MF1||． 問題4：這個(gè)常數(shù)是否會(huì)大于等于|F1F2|？ 請(qǐng)學(xué)生回答，應(yīng)小于|F1F2|且大于零．當(dāng)常數(shù)=|F1F2|時(shí)，軌跡是以F1、F2為端點(diǎn)的兩條射線；當(dāng)常數(shù)＞|F1F2|時(shí)，無(wú)軌跡． 3．定義 在上述基礎(chǔ)上，引導(dǎo)學(xué)生概括雙曲線的定義： 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|F1F2|)的點(diǎn)的軌跡叫做雙曲線．這兩個(gè)定點(diǎn)F1、F2叫做雙曲線的焦點(diǎn)，兩個(gè)焦點(diǎn)之間的距離叫做焦距． 教師指出：雙曲線的定義可以與橢圓相對(duì)照來(lái)記憶，不要死記． (三)雙曲線的標(biāo)準(zhǔn)方程 現(xiàn)在來(lái)研究雙曲線的方程．我們可以類似求橢圓的方程的方法來(lái)求雙曲線的方程．這時(shí)設(shè)問：求橢圓的方程的一般步驟方法是什么？不要求學(xué)生回答，主要引起學(xué)生思考，隨即引導(dǎo)學(xué)生給出雙曲線的方程的推導(dǎo)． 標(biāo)準(zhǔn)方程的推導(dǎo)： (1)建系設(shè)點(diǎn) 取過焦點(diǎn)F1、F2的直線為x軸，線段F1F2的垂直平分線為y軸(如圖2-24) 建立直角坐標(biāo)系． 設(shè)M(x，y)為雙曲線上任意一點(diǎn)，雙曲線的焦距是2c(c＞0)，那么F1、F2的坐標(biāo)分別是(-c，0)、(c，0)．又設(shè)點(diǎn)M與F1、F2的距離的差的絕對(duì)值等于常數(shù)． (2)點(diǎn)的集合 由定義可知，雙曲線就是集合： P={M||MF1|-|MF2||=2a}={M|MF1|-|MF2|=2a}． (3)代數(shù)方程 (4)化簡(jiǎn)方程(由學(xué)生演板) 將這個(gè)方程移項(xiàng)，兩邊平方得： 化簡(jiǎn)兩邊再平方，整理得： (c2-a2)x2-a2y2=a2(c2-a2)． (以上推導(dǎo)完全可以仿照橢圓方程的推導(dǎo)．) 由雙曲線定義，2c＞2a　 即c＞a，所以c2-a2＞0． 設(shè)c2-a2=b2(b＞0)，代入上式得： b2x2-a2y2=a2b2． 這就是雙曲線的標(biāo)準(zhǔn)方程． 兩種標(biāo)準(zhǔn)方程的比較(引導(dǎo)學(xué)生歸納)： 教師指出： (1)雙曲線標(biāo)準(zhǔn)方程中，a＞0，b＞0，但a不一定大于b； (2)如果x2項(xiàng)的系數(shù)是正的，那么焦點(diǎn)在x軸上；如果y2項(xiàng)的系數(shù)是正的，那么焦點(diǎn)在y軸上．注意有別于橢圓通過比較分母的大小來(lái)判定焦點(diǎn)在哪一坐標(biāo)軸上． (3)雙曲線標(biāo)準(zhǔn)方程中a、b、c的關(guān)系是c2=a2+b2，不同于橢圓方程中c2=a2-b2． (四)練習(xí)與例題 1．求滿足下列的雙曲線的標(biāo)準(zhǔn)方程： 焦點(diǎn)F1(-3，0)、F2(3，0)，且2a=4； 3．已知兩點(diǎn)F1(-5，0)、F2(5，0)，求與它們的距離的差的絕對(duì)值是6的點(diǎn)的軌跡方程．如果把這里的數(shù)字6改為12，其他條件不變，會(huì)出現(xiàn)什么情況？ 由教師講解： 按定義，所求點(diǎn)的軌跡是雙曲線，因?yàn)閏=5，a=3，所以b2=c2-a2=52-32=42． 因?yàn)?a=12，2c=10，且2a＞2c． 所以動(dòng)點(diǎn)無(wú)軌跡． (五)小結(jié) 1．定義：平面內(nèi)與兩定點(diǎn)F1、F2的距離的差的絕對(duì)值等于常數(shù)(小于|F1F2|)的點(diǎn)的軌跡． 3．圖形(見圖2-25)： 4．焦點(diǎn)：F1(-c，0)、F2(c，0)；F1(0，-c)、F2(0，c)． 5．a(chǎn)、b、c的關(guān)系：c2=a2+b2；c=a2+b2． 五、布置作業(yè) 1．根據(jù)下列條件，求雙曲線的標(biāo)準(zhǔn)方程： (1)焦點(diǎn)的坐標(biāo)是(-6，0)、(6，0)，并且經(jīng)過點(diǎn)A(-5，2)； 3．已知圓錐曲線的方程為mx2+ny2=m+n(m＜0＜m+n)，求其焦點(diǎn)坐標(biāo)． 作業(yè)答案： 2．由(1+k)(1-k)＜0解得：k＜-1或k＞1 六、板書設(shè)計(jì)