§2.3.1 雙曲線及其標準方程(1課時)
[教學目標]
三、教學過程
1.橢圓的定義是什么?
平面內與兩定點F1、F2的距離的和等于常數(shù)(大于|F
2.橢圓的標準方程是什么?
3.雙曲線的定義是什么?
平面內與兩定點F1、F2的距離的差的絕對值是常數(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F1、F2與動點M不在平面上,能否得到雙曲線?(強調“在平面內”)
4.|MF1|與|MF2|哪個大?(當M在雙曲線右支上時,|MF1|>|MF2|;當點M在雙曲線左支上時,|MF1|<|MF2|)
(二)雙曲線的標準方程的推導方程(建――設――顯――代――化)
提問:已知橢圓的圖形,是怎么樣建立直角坐標系的?類比求橢圓標準方程的方法由學生來建立直角坐標系.
(1)建系設點,以F
(2)定集合:P={M||MF1|-|MF2|=±
(3)寫方程并化簡:-=±
∵2a<2ca>c>0,∴可令c2-a2=b2(如圖)代入有: -=1(a>0,b>0)
類比橢圓:設參量的意義:第一、便于寫出雙曲線的標準方程;第二、的關系有明顯的幾何意義.(雙曲線分母a,b僅僅要求正,不要求大小關系,在雙曲線中,a,b,c的關系與橢圓不同)
類比:寫出焦點在軸上,中心在原點的雙曲線的標準方程.
類比:橢圓的方程可以寫成mx2+ny2=1(m,n為正數(shù),m≠n),雙曲線方程可以寫成什么形式?(mx2+ny2=1,mn<0)
練習:教材練習1,2(重在說明待定系數(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,在處聽到炮彈爆炸聲的時間比在處遲2s,設聲速為.
(1)爆炸點在什么曲線上?
(2)求這條曲線的方程。
分析:首先要判斷軌跡的形狀,由聲學原理:由聲速及,兩地聽到爆炸聲的時間差,即可知,兩地與爆炸點的距離差為定值.由雙曲線的定義可求出炮彈爆炸點的軌跡方程.
(解答: )
思考:有幾個觀測點可以確定爆炸點的位置?(至少三個)
四、小結:雙曲線標準方程
作業(yè):教材P37----習題2.3(1)
[補充習題] 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,方程為y=0表示x軸;
2-k=0即k=2時,方程為x=0表示y軸
當k≠1且k≠2時,方程為+=1
當2-k>k-1>0即1<k<時,方程表示焦點在x軸上的橢圓
當2-k=k-1>0即k=時,方程為x2+y2=,表示圓
當0<2-k<k-1即<k<2時,方程表示焦點在y軸上的橢圓
當2-k<0<k-1即k>2時,方程表示焦點在y軸上的雙曲線
當k-1<0<2-k即k<1時,方程表示焦點在x軸上的雙曲線
[教后感想與作業(yè)情況]
§2.3.2 雙曲線的簡單幾何性質(1)――性質
[教學目標]
[教學重點]雙曲線的幾何性質及初步運用。
[教學難點]雙曲線的漸近線。
三、情感態(tài)度和價值觀:體會數(shù)形結合和類比的思想方法
[教學過程] (一)復習提問引入新課:1.橢圓有哪些幾何性質,是如何探討的?2.雙曲線的兩種標準方程是什么? 下面我們類比橢圓的幾何性質來研究它的幾何性質.
(二)類比聯(lián)想得出性質(范圍、對稱性、頂點) 引導學生完成下列關于橢圓與雙曲線性質的表格
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,對應區(qū)域為)
思考2:關于x軸、y軸、原點對稱的方程如何用式子表示?(一般的曲線C:f(x,y)=0也成立,即:對任意x,y,f(-x,y)=0則曲線C關于y軸對稱;f(x,-y)=0則曲線C關于x軸對稱;f(-x,-y)=0則曲線C關于原點對稱,用之常檢驗曲線的對稱性)
(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,那么從x,y的變化趨勢看,雙曲線與直線具有怎樣的關系呢?
根據(jù)對稱性,可以先研究雙曲線在第一象限的部分與直線的關系。雙曲線在第一象限的部分可寫成:
設M(x,y)是其上面的點,N(x,yN)是直線y=上與M相同的橫坐標的點MN=yN-y=-=;當x逐漸增大時,MN逐漸減小,x無限增大,MN接近于零,就是說,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.在其他象限內也可以證明類似的情況.
這樣,我們將稱雙曲線的漸近線。由漸進線可以大致作出雙曲線的圖形。特別的,當a=b時的雙曲線稱等軸雙曲線。
思考:等軸雙曲線的漸近線是什么?(y=±x)
(四)離心率:與橢圓類似,將雙曲線焦距與實軸的比值稱此雙曲線的離心率,e=
思考:橢圓的離心率反應橢圓的扁圓程度,雙曲線離心率反應什么呢?(由于==,這樣e越大,就越大雙曲線的開口就越開闊.所以離心率反應了雙曲線的開闊程度)
思考:雙曲線=1(a>0,b>0)有哪些基本性質?
課堂練習:教材P41----練習題
[小結]雙曲線的基本性質,與橢圓不同的是加了漸近線
[作業(yè)]教材P41---習題2.3(2)1,2,3,4,8
[補充習題]
1、經(jīng)過雙曲線上任一點,作平行于實軸的直線,與漸近線交于兩點,則___________;作平行于虛軸的直線,與漸近線交于兩點,則到的距離之積為定值, 。
2、求證:由雙曲線的一個焦點向一漸近線作垂線,垂線段長為定值,等于,并求垂足的橫坐標。
[答案]
1、a2,b2
2、證明:如圖2,設焦點,漸近線,即,
由點到直線的距離公式得:;
又過點且與漸近線垂直
的直線方程為:,
兩方程聯(lián)立解得交點坐標為,顯然該點的橫坐標。
教后感想與作業(yè)情況
[教學目的]
[教學難點、重點]漸近線與雙曲線方程間關系
[教學過程]
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,=,e=;方程為時,=,e=;總之,離心率為或
說明: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,也有在其補角范圍內,即漸近線與軸的夾角為300或600;e==或e==2
變形練習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,F(xiàn)是其右焦點,(1)求PF的最值及此時點P的坐標;(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元素的個數(shù)
解:(1)設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PF2min=(c-a)2,PFmin=c-a,此時P(a,0);PF無最大值
(說明:該結論可以先從圖中看出,再進行驗證)
(2)由(1) PFmin=c-a,故r<c-a時,A∩B有0個元素;r=c-a時,A∩B有1個元素;c-a<r<c+a時,A∩B有2個元素;r=c+a時,A∩B有3個元素;r>c+a時,A∩B有4個元素
例3、(1)寫出與的漸近線方程,由此說明(λ≠0)的漸近線方程是什么?
(2)寫出與-=1的漸近線方程,由此說明(λ≠0)的漸近線方程是什么?
(3)由(1)(2)你能得到什么結論?
(4)求與=1有公共漸近線且過點(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時為相應的漸近線方程
(4)設雙曲線方程為=λ,將(15,4)代入得λ=8,從而雙曲線方程為=8
三、小結: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時為相應的漸近線方程
[補充習題]
四、作業(yè):教材P41-----5,6,9,10,11
1、已知雙曲線的兩個焦點分別是,點為雙曲線上的一點,且,則的面積等于
A、0.5
B、
2、已知方程表示焦點在軸上的雙曲線,則點在
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)雙曲線上任意一點到兩條漸進線的距離的乘積是一個定值;(2)經(jīng)過雙曲線上任一點,作平行于兩漸近線的直線,與漸近線交于兩點,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:設點到兩漸近線的距離分別為,兩漸進線的夾角為,則有: ,
代入上式并整理得:。
教后感想與作業(yè)情況
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