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椭圆的定义是第一次接触圆锥曲线的定义,它对今后的双曲线、抛物线起着示范作用,下面谈谈在学习过程中的几点体会.
课堂上,老师首先提出卫星轨道问题、海尔·波特彗星的出现的时间问题、油罐箱的平面图问题、圆锥被一个平面所截得到的截面等等,引起了我们思考和探索的兴趣;然后用一根细绳实际操作,画出图形,从而引出椭圆的定义——到两个定点距离和为定值(大于两点的距离)的点轨迹是椭圆;最后提出怎样从数学理论上求得曲线的轨迹方程呢?
按照求轨迹的五个基本步骤:(1)建系设点,(2)列出几何条件,(3)坐标化,(4)化简,(5)检验.
建系的标准是好操作,计算简洁,方程看起来简洁优美,同时将数学的对称性体现出来,从而让我们体会到学习数学的乐趣.
设坐标[F1(-c,0)],[F2(c,0)].
找满足的关系式:[|PF1|+|PF2|=2a].
即[(x+c)2+y2+(x-c)2+y2=2a].
即[(x+c)2+y2]=[2a-][(x-c)2+y2].
即[(x+c)2+y2=4a2-4a(x-c)2+y2+(x-c)2+y2]
即[a(x-c)2+y2=a2-cx].
再平方整理得,[(a2-c2)x2+a2y2=a2(a2-c2)].
为计算简便,令[b2=a2-c2],[b2x2+a2y2=a2b2],[x2a2+y2b2=1]. 得到一个非常好看的曲线方程.
这就是椭圆的标准方程:[x2a2+y2b2=1].
在化简过程中,发现如果两边同除以[a],会得到
[a(x-c)2+y2=a2-cx]
[?(x-c)2+y2=a-cax=ca(a2c-x)]
[?(x-c)2+y2a2c-x=][ca.] (1)
(1)式的几何意义是什么呢?
思考后得出结论:到一个定点的距离与到一条定直线[x=a2c]的距离的比值为定值[ca],其轨迹是椭圆.
再挖掘下去呢?在这个过程中再看看.
[b2x2+a2y2=a2b2?a2y2=a2b2-b2x2?y2=b2-b2a2x2=b2a2(a2-x2)?y?y(a+x)(a-x)=b2a2?ya+x?ya-x=b2a2]
[?yx-(-a)?yx-a=-b2a2.] (2)
(2)式的几何意义又是什么呢?
动点[(x,y)]到两个定点[(-a,0)(a,0)]的斜率之积为常数,此常数[∈-∞,-1?-1,0].
由此引申出常见轨迹为椭圆的三种形式.
1. 平面上到两个定点的距离和等于定长的点的轨迹是椭圆. (定长>两点间的距离)
2. 平面上,到一个定点的距离和到一条定直线的距离之比为定值([0 3. 平面上,到两个定点的斜率之积为常数(常数[∈-∞,-1?-1,0])的点的轨迹是椭圆.
于是前面的问题得到了解释. 为什么每隔76年可看到彗星出现?怎么样预测时间?原来其轨迹是一个椭圆,结合物理知识,预测时间就不成问题了.
用一个与圆锥、圆柱的母线斜交的平面截圆柱, 得到一条截口曲线,截口曲线为什么是椭圆,其原因是它满足椭圆的定义.
再回归课本得到常见轨迹为椭圆的几种常见题型:
1. 一动圆与圆[M:]x2+y2+6x+5=0外切, 同时与圆[N:]x2+y2-6x-91=0相切,求动圆圆心的轨迹方程.
2. 圆[M:][(x+3)2+y2=16], A[(3,0)],P是圆上任意一点. 线段AP的垂直平分线l和半径MP相交于点Q,当点P在圆上运动时,求点Q的轨迹.
3. 如下图, 矩形ABCD中, |AB|=8, |BC|=6, E,F,G,H分别是矩形四条边的中點, R,S,T是线段OF的四等分点, R′,S′,T′是线段CF的四等分点. 证明:直线ER与GR′,ES与GS′,ET与GT′的交点L,M,N都在椭圆[x216+y29]=1上.
原来平常的一个数学式子可以挖掘出这么多知识!只要认真钻研课本,理解原始定义,前后贯通,严谨推理,细心计算,就可以让我们体会数学的奥秘!
课堂上,老师首先提出卫星轨道问题、海尔·波特彗星的出现的时间问题、油罐箱的平面图问题、圆锥被一个平面所截得到的截面等等,引起了我们思考和探索的兴趣;然后用一根细绳实际操作,画出图形,从而引出椭圆的定义——到两个定点距离和为定值(大于两点的距离)的点轨迹是椭圆;最后提出怎样从数学理论上求得曲线的轨迹方程呢?
按照求轨迹的五个基本步骤:(1)建系设点,(2)列出几何条件,(3)坐标化,(4)化简,(5)检验.
建系的标准是好操作,计算简洁,方程看起来简洁优美,同时将数学的对称性体现出来,从而让我们体会到学习数学的乐趣.
设坐标[F1(-c,0)],[F2(c,0)].
找满足的关系式:[|PF1|+|PF2|=2a].
即[(x+c)2+y2+(x-c)2+y2=2a].
即[(x+c)2+y2]=[2a-][(x-c)2+y2].
即[(x+c)2+y2=4a2-4a(x-c)2+y2+(x-c)2+y2]
即[a(x-c)2+y2=a2-cx].
再平方整理得,[(a2-c2)x2+a2y2=a2(a2-c2)].
为计算简便,令[b2=a2-c2],[b2x2+a2y2=a2b2],[x2a2+y2b2=1]. 得到一个非常好看的曲线方程.
这就是椭圆的标准方程:[x2a2+y2b2=1].
在化简过程中,发现如果两边同除以[a],会得到
[a(x-c)2+y2=a2-cx]
[?(x-c)2+y2=a-cax=ca(a2c-x)]
[?(x-c)2+y2a2c-x=][ca.] (1)
(1)式的几何意义是什么呢?
思考后得出结论:到一个定点的距离与到一条定直线[x=a2c]的距离的比值为定值[ca],其轨迹是椭圆.
再挖掘下去呢?在这个过程中再看看.
[b2x2+a2y2=a2b2?a2y2=a2b2-b2x2?y2=b2-b2a2x2=b2a2(a2-x2)?y?y(a+x)(a-x)=b2a2?ya+x?ya-x=b2a2]
[?yx-(-a)?yx-a=-b2a2.] (2)
(2)式的几何意义又是什么呢?
动点[(x,y)]到两个定点[(-a,0)(a,0)]的斜率之积为常数,此常数[∈-∞,-1?-1,0].
由此引申出常见轨迹为椭圆的三种形式.
1. 平面上到两个定点的距离和等于定长的点的轨迹是椭圆. (定长>两点间的距离)
2. 平面上,到一个定点的距离和到一条定直线的距离之比为定值([0
于是前面的问题得到了解释. 为什么每隔76年可看到彗星出现?怎么样预测时间?原来其轨迹是一个椭圆,结合物理知识,预测时间就不成问题了.
用一个与圆锥、圆柱的母线斜交的平面截圆柱, 得到一条截口曲线,截口曲线为什么是椭圆,其原因是它满足椭圆的定义.
再回归课本得到常见轨迹为椭圆的几种常见题型:
1. 一动圆与圆[M:]x2+y2+6x+5=0外切, 同时与圆[N:]x2+y2-6x-91=0相切,求动圆圆心的轨迹方程.
2. 圆[M:][(x+3)2+y2=16], A[(3,0)],P是圆上任意一点. 线段AP的垂直平分线l和半径MP相交于点Q,当点P在圆上运动时,求点Q的轨迹.
3. 如下图, 矩形ABCD中, |AB|=8, |BC|=6, E,F,G,H分别是矩形四条边的中點, R,S,T是线段OF的四等分点, R′,S′,T′是线段CF的四等分点. 证明:直线ER与GR′,ES与GS′,ET与GT′的交点L,M,N都在椭圆[x216+y29]=1上.
原来平常的一个数学式子可以挖掘出这么多知识!只要认真钻研课本,理解原始定义,前后贯通,严谨推理,细心计算,就可以让我们体会数学的奥秘!