第一篇:雙曲線的簡(jiǎn)單幾何性質(zhì)的教學(xué)反思
隨著課程改革的不斷推進(jìn),在開展的各種公開課、展示課的活動(dòng)中,以下三方面的問(wèn)題引發(fā)教師們的更多思考:
一、教學(xué)需要講求實(shí)效
教學(xué)的實(shí)效性是課堂的生命線,在學(xué)生學(xué)習(xí)的主戰(zhàn)場(chǎng)——課堂,不具有效率就不具有生命力,因此,我們會(huì)發(fā)現(xiàn),有些課型只能曇花一現(xiàn)(公開課中),而在常規(guī)課堂幾乎沒(méi)有生存空間。
有效教學(xué)要使學(xué)生建立良好的知識(shí)網(wǎng)絡(luò)體系。良好知識(shí)結(jié)構(gòu)應(yīng)把知識(shí)及知識(shí)形成發(fā)展的脈絡(luò)及蘊(yùn)含的數(shù)學(xué)思想方法、知識(shí)間的內(nèi)在聯(lián)系、結(jié)論的推導(dǎo)證明線索融合成一個(gè)有機(jī)整體,也只有這樣的知識(shí)才有利于轉(zhuǎn)化成長(zhǎng)期記憶,才能夠在需要時(shí)被自如調(diào)用。本課突出展現(xiàn)了雙曲線幾何性質(zhì)的獲得過(guò)程,特別是對(duì)于教材中出現(xiàn)較為突兀的虛軸和漸近線,從雙曲線方程的研究中獲得了很好的解釋,并把雙曲線幾何性質(zhì)及其發(fā)現(xiàn)獲得的過(guò)程用下圖展示出來(lái),有利于學(xué)生建立雙曲線幾何性質(zhì)的良好知識(shí)網(wǎng)絡(luò),此外,為了加強(qiáng)兩種標(biāo)準(zhǔn)位置雙曲線幾何性質(zhì)的對(duì)比和聯(lián)系,在小結(jié)中又增加了讓學(xué)生按表格進(jìn)行梳理的要求。
有效教學(xué)要促進(jìn)學(xué)生遷移運(yùn)用所學(xué),發(fā)展學(xué)生學(xué)習(xí)的積極情感。本課在研究獲得雙曲線的幾何性質(zhì)后,設(shè)計(jì)了兩項(xiàng)任務(wù):一是自行研究獲得雙曲線 的幾何性質(zhì),二是練習(xí)題“研究的漸近線”,以此促進(jìn)學(xué)生遷移運(yùn)用所學(xué)的研究方法,加深學(xué)生對(duì)研究過(guò)程的理解和認(rèn)識(shí),并通過(guò)練習(xí)題的歸納、發(fā)現(xiàn),激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極情感,感受數(shù)學(xué)思考發(fā)現(xiàn)的快樂(lè)。
有效課堂教學(xué)活動(dòng)在課堂結(jié)束時(shí),學(xué)生的學(xué)習(xí)活動(dòng)不應(yīng)該停止,而是在解決了原有問(wèn)題后,引發(fā)學(xué)生新的思考與發(fā)現(xiàn),課堂的教學(xué)應(yīng)該是為了課下的不教。正常來(lái)講,一個(gè)人知道的越多,疑問(wèn)也就應(yīng)該越多,需要思考研究的問(wèn)題也就越多,因此,應(yīng)該鼓勵(lì)學(xué)生對(duì)學(xué)習(xí)過(guò)程中去反思和梳理,發(fā)現(xiàn)新的思考探究點(diǎn),不斷擴(kuò)大自己的認(rèn)識(shí)。本課結(jié)尾部分是出于該想法進(jìn)行設(shè)計(jì)的,但是在實(shí)際教學(xué)活動(dòng)中,由于時(shí)間關(guān)系,教師只能在拖堂的一分鐘時(shí)間內(nèi)匆匆提出,沒(méi)能給予學(xué)生思考時(shí)間。
二、如何擺正教師教的主體和學(xué)生學(xué)的主體地位?
從教學(xué)的最根本目的“通過(guò)教學(xué)活動(dòng)促進(jìn)學(xué)生的發(fā)展”來(lái)看,這就決定了學(xué)生在教學(xué)活動(dòng)中處于最核心的地位,不論是以什么樣的教學(xué)方式、技巧,其效用的實(shí)現(xiàn),最終都離不開學(xué)生主體的心理及思維活動(dòng),因此,教師的教必須以學(xué)生為出發(fā)點(diǎn),以學(xué)生已有認(rèn)知水平為基礎(chǔ)。
從學(xué)生學(xué)習(xí)的發(fā)生條件來(lái)看,學(xué)生主體的系列心理及思維活動(dòng)的發(fā)生,需要一定的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)情境的作用,而數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)情境作用的大小,又取決于教師能否創(chuàng)設(shè)出與學(xué)生認(rèn)知水平相適應(yīng)的學(xué)習(xí)情境,因此,學(xué)習(xí)情境能否成為有效刺激,從而激活學(xué)生的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)活動(dòng)(有深層次的數(shù)學(xué)思維參與)的發(fā)生,都有賴于教師教的主體能動(dòng)性的發(fā)揮。
因此,兩個(gè)主體的關(guān)系概括來(lái)講,就是教師教的主體作用,應(yīng)體現(xiàn)在如何有效促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)的主體性。由此來(lái)看,教師當(dāng)講則講,就不必去忌諱講解,但是教師講解的語(yǔ)言要能夠揭示出數(shù)學(xué)的本質(zhì),要能體現(xiàn)數(shù)學(xué)的邏輯的力量,要能夠展示數(shù)學(xué)的魅力。本課在設(shè)計(jì)過(guò)程,一直有一個(gè)矛盾,就是既要保證課堂的效率,又要確保學(xué)生學(xué)習(xí)中的發(fā)現(xiàn)和研究活動(dòng),比如:有些環(huán)節(jié)讓學(xué)生去發(fā)現(xiàn)是非常困難的,因此需要較多的鋪墊和相當(dāng)充足的時(shí)間才可以保證,而我又不想讓雙曲線的漸近線的學(xué)習(xí)占用一節(jié)課時(shí)間,因?yàn)榘凑Un時(shí)安排是不允許的,后來(lái)在上述思考的基礎(chǔ)上,確定了現(xiàn)在的設(shè)計(jì):對(duì)于學(xué)生在現(xiàn)有認(rèn)知基礎(chǔ)上,多數(shù)同學(xué)可以自主探究獲得的雙曲線的范圍、對(duì)稱性設(shè)計(jì)成課前預(yù)習(xí)探究作業(yè),把雙曲線離心率的概念學(xué)習(xí)和雙曲線幾何性質(zhì)的簡(jiǎn)單應(yīng)用的例題設(shè)計(jì)成課后閱讀學(xué)習(xí),對(duì)漸近線的發(fā)現(xiàn)、解釋、證明設(shè)計(jì)成教師引導(dǎo)下的探究活動(dòng),并把從雙曲線方程對(duì)漸近線的代數(shù)特征解釋作為教師講解,把焦點(diǎn)在y軸上的雙曲線幾何性質(zhì)的研究和練習(xí)題的解決作為學(xué)生遷移運(yùn)用所學(xué)思想方法的實(shí)踐活動(dòng),把反思本課研究過(guò)程中產(chǎn)生的疑問(wèn)與思考作為學(xué)有余力的優(yōu)秀學(xué)生的課后施展才能的舞臺(tái)。
當(dāng)然在課堂教學(xué)的實(shí)際活動(dòng)中,有一些不盡人意,比如教師在學(xué)生課前預(yù)習(xí)探究成果交流階段,如果有更好的語(yǔ)言功底,點(diǎn)評(píng)能夠做到既簡(jiǎn)潔又準(zhǔn)確,就能節(jié)省一些時(shí)間,結(jié)尾部分的反思研究過(guò)程,發(fā)現(xiàn)新疑問(wèn)的環(huán)節(jié)就可以充分一些,但是,總體上講,課堂容量還是顯得有些太大,相對(duì)于45分鐘課堂來(lái)講太緊張了。
三、對(duì)引導(dǎo)性問(wèn)題需要精益求精
由于數(shù)學(xué)思維就是解決數(shù)學(xué)問(wèn)題的心智活動(dòng),思維過(guò)程中總是表現(xiàn)為不斷地提出問(wèn)題、分析問(wèn)題和解決問(wèn)題。因此數(shù)學(xué)問(wèn)題是數(shù)學(xué)思維目的性的體現(xiàn),也是數(shù)學(xué)思維活動(dòng)的核心動(dòng)力。因此在教學(xué)活動(dòng)中,學(xué)生的思維活動(dòng)主要是在問(wèn)題的驅(qū)動(dòng)下進(jìn)行的。這就決定了合理有效的系列問(wèn)題設(shè)計(jì),和激發(fā)疑問(wèn)生成的情境設(shè)計(jì),成為能否有效促進(jìn)學(xué)習(xí)主體進(jìn)行深層次數(shù)學(xué)思維的關(guān)鍵!
從數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)心理學(xué)和數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的一般規(guī)律來(lái)看,能有效促進(jìn)學(xué)生數(shù)學(xué)思維發(fā)生的問(wèn)題應(yīng)具備如下特點(diǎn):
(1)從學(xué)生知識(shí)可接受性的實(shí)際出發(fā),確定合理的難度和適當(dāng)?shù)乃季S強(qiáng)度,即,問(wèn)題使學(xué)生處于似會(huì)非會(huì)、似能解決又不能解決的感覺(jué)。
(2)問(wèn)題要有利于引起學(xué)生的認(rèn)知沖突和學(xué)習(xí)心向,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣,促進(jìn)學(xué)生積極參與。
(3)問(wèn)題的序列設(shè)置要使數(shù)學(xué)內(nèi)容的呈現(xiàn)合理、自然,有情理之中的感覺(jué),要有利于學(xué)生領(lǐng)悟數(shù)學(xué)的本質(zhì),提煉數(shù)學(xué)思想方法,靈活運(yùn)用所學(xué)。
(4)從數(shù)學(xué)方法論的角度出發(fā),問(wèn)題要具有啟發(fā)性,如:你認(rèn)為該問(wèn)題可能涉及哪些知識(shí)?解決該問(wèn)題需要什么條件?我們還疏漏了什么沒(méi)有?……促進(jìn)學(xué)生自己提出問(wèn)題、發(fā)現(xiàn)問(wèn)題,對(duì)數(shù)學(xué)有所感悟,實(shí)現(xiàn)學(xué)生思維深度參與的自動(dòng)發(fā)生機(jī)制。
(5)問(wèn)題要有利于引領(lǐng)、促進(jìn)學(xué)生有效反思自己的學(xué)習(xí)行為,及時(shí)整理、內(nèi)省自己的思維過(guò)程,提升對(duì)知識(shí)、方法的認(rèn)識(shí)。如:?jiǎn)栴}是怎樣得到解決的?使用了哪些思維方法?該問(wèn)題的解決方法有推廣價(jià)值嗎?可推廣到哪些方面?……
這在本節(jié)課的教學(xué)活動(dòng)確實(shí)有所體現(xiàn),但是還有一定的欠缺,這需要在教學(xué)實(shí)踐中不斷的去摸索經(jīng)驗(yàn),此外在教學(xué)設(shè)計(jì)中還應(yīng)更加細(xì)致,預(yù)先設(shè)置的更細(xì)致些,會(huì)有更好的效果。
第二篇:雙曲線的簡(jiǎn)單幾何性質(zhì)
雙曲線的簡(jiǎn)單幾何性質(zhì)
【學(xué)習(xí)障礙】 1.理解障礙
(1)關(guān)于雙曲線對(duì)稱性的理解
把雙曲線方程中的y換為-y,方程不變,說(shuō)明雙曲線關(guān)于x軸對(duì)稱.其原因是設(shè)(x,y)為雙曲線上的一點(diǎn),y換為-y方程不變,說(shuō)明(x,-y)也在此雙曲線上,由于點(diǎn)(x,y),(x,-y)關(guān)于x軸對(duì)稱,故整個(gè)雙曲線關(guān)于x軸對(duì)稱.
同理,分別用(-x,y)及(-x,-y)代換方程中的(x,y),方程都不改變,這說(shuō)明雙曲線關(guān)于y軸、原點(diǎn)都是對(duì)稱的,因此坐標(biāo)軸為對(duì)稱軸,對(duì)稱中心為原點(diǎn).(2)關(guān)于對(duì)雙曲線漸近線的理解
xyxyx2y2除按課本上的證明方法外,漸近線還可以這樣理解:雙曲線(H)2-2=1方程即(+)(-)
ababab=1,當(dāng)雙曲線上點(diǎn)P(x,y)在第一、三象限且遠(yuǎn)離原點(diǎn)時(shí),|在二、四象限遠(yuǎn)離原點(diǎn)時(shí),|
xyxy+|→+∞,此時(shí)-→0,當(dāng)點(diǎn)P(x,y)ababxyxy-|→+∞,此時(shí)+→0;這些表明雙曲線(H)上位于一、三象限的點(diǎn)遠(yuǎn)ababxyxy離原點(diǎn)時(shí),雙曲線越來(lái)越靠近直線-=0,位于二、四象限的點(diǎn)遠(yuǎn)離原點(diǎn)時(shí),雙曲線越來(lái)越靠近+
ababxyxy=0,因此把直線+=0與-=0叫做雙曲線(H)的漸近線.
abab(3)關(guān)于對(duì)離心率e的理解
cbba2?b2?b?由于e===1???,e越大,漸近線y=x的斜率就越大,這時(shí)漸近線y=-x到y(tǒng)aaaa?a?=
2bx的角就越大,從而雙曲線開口就越闊,反之,e越小,雙曲線開口就越窄. a2.解題障礙
(1)雙曲線焦點(diǎn)位置的判定
雙曲線的焦點(diǎn)位置除題目直接告訴外,還可根據(jù)頂點(diǎn)位置.實(shí)軸(虛軸)、準(zhǔn)線位置等判定,另外也可根據(jù)點(diǎn)在漸近線的上方還是下方來(lái)確定.(2)雙曲線方程的幾種變形
x2y2x2y2以雙曲線2-2=1(a>0,b>0)為例,如果將右邊的常數(shù)1換為0,即2-2=0就是其漸近線方ababx2y2程,但反過(guò)來(lái)就不正確.如果將常數(shù)1換為-1,即2-2=-1為其共軛雙曲線方程,如果將常數(shù)1換為
abλ(λ≠0),即為與原雙曲線有共同漸近線的雙曲線系方程,注意它們的應(yīng)用.另外,以直線
ax±by=0為漸近線的雙曲線系為a2x2-b2y2=λ(λ≠0).(3)等軸雙曲線的幾個(gè)重要性質(zhì)
漸近線為y=±x,離心率e=2均是雙曲線為等軸雙曲線的充要條件,掌握這些性質(zhì)可以很好地解決解題思路.
【學(xué)習(xí)策略】 1.待定系數(shù)法
根據(jù)雙曲線的某些幾何性質(zhì)求雙曲線方程,一般用待定系數(shù)法轉(zhuǎn)化為解方程(組),但要注意焦點(diǎn)的位置,從而正確選擇方程的形式,善于利用雙曲線的對(duì)稱性簡(jiǎn)化作圖步驟和減少運(yùn)算量.這一點(diǎn)正體現(xiàn)雙曲線的幾何性質(zhì)的應(yīng)用.綜上可簡(jiǎn)記為:“巧設(shè)方程立好系,待定系數(shù)求a、b;結(jié)合圖形用性質(zhì),避免繁瑣用定義. 2.定義法
與焦點(diǎn)有關(guān)的距離,通過(guò)定義轉(zhuǎn)化往往收到事半功倍的效果. 3.利用雙曲線系 利用具有共同漸近線或共焦點(diǎn)的雙曲線系求雙曲線方程往往要比用其他方法簡(jiǎn)單易行,另外,已知兩漸近線方程,也應(yīng)能寫出對(duì)應(yīng)的雙曲線系. 【例題分析】
[例1]已知雙曲線的一條漸近線方程是x-2y=0,且過(guò)點(diǎn)P(4,3),求雙曲線的標(biāo)準(zhǔn)方程.
策略:思路一:已知漸近線方程,即知道a與b的比,可用a、b中的一個(gè)未知數(shù)表示出雙曲線的標(biāo)準(zhǔn)方程,但要判斷點(diǎn)P的位置,才能確定雙曲線方程的類型,再由點(diǎn)P在雙曲線上,用待定系數(shù)法求出該雙曲線的方程.思路二:已知漸近線方程可用雙曲線系寫出標(biāo)準(zhǔn)方程,再把P點(diǎn)坐標(biāo)代入方程可求出參數(shù)λ,從而求出雙曲線方程.
1x,2a1當(dāng)x=4時(shí),y=2<yP=3 ∴焦點(diǎn)在y軸上,即=,設(shè)a=k,b=2k,a2=k2,b2=4k2.
b2解法一:∵雙曲線的一條漸近線方程為x-2y=0即y=x2y2∴雙曲線方程為-2?2=1 4kk∵P(4,3)在雙曲線上,∴-169
2?=1,∴k=5 224kkx2y2?∴a=5,b=20 ∴所求雙曲線方程為-=1 20522
xx2解法二:∵雙曲線的一條漸近線方程為x-2y=0,即-y=0 ∴雙曲線的漸近線方程為-y2=0.
24x2∴可設(shè)雙曲線方程為-y2=λ(λ≠0)
∵雙曲線經(jīng)過(guò)點(diǎn)P(4,3)
442∴-32=λ,λ=-5 4x2x2y22
?∴所求的雙曲線方程為-y=-5,即-=1.
4205評(píng)注:由已知條件求雙曲線方程時(shí),首先要確定其定位條件,即要確定焦點(diǎn)在哪個(gè)坐標(biāo)軸上,再根據(jù)其他條件確定其定形條件,即a、b的值.在定位時(shí),一般把已知點(diǎn)橫坐標(biāo)xP代入漸近線所得的y值與yP比較可知P點(diǎn)在漸近線上方或下方,由此確定焦點(diǎn)的位置.解法二利用了共漸近線的雙曲線系,避免了對(duì)
22xy雙曲線方程類型的討論,簡(jiǎn)化了解題過(guò)程,在共漸近線的雙曲線系方程2-2=λ(λ≠0,λ為參數(shù))ab中,當(dāng)λ>0時(shí),焦點(diǎn)在x軸上,當(dāng)λ<0時(shí),焦點(diǎn)在y軸上.
x2y25?[例2]已知雙曲線的離心率e=,且與橢圓=1有共同焦點(diǎn),求該雙曲線的標(biāo)準(zhǔn)方程. 1332策略:可先求出橢圓的焦點(diǎn)即雙曲線的焦點(diǎn),由離心率可得出a進(jìn)而求出b,可得雙曲線方程.
解法一:橢圓中:a2=13,b2=3 ∴c=13?3=10,焦點(diǎn)F(±10,0)在x軸上,∴雙曲線的焦點(diǎn)也在x軸上,且c=10. 由e=5105得= 2a2∴a=22,a2=8,b2=c2-a2=10-8=2.
x2y2?∴所求雙曲線方程為=1. 82x2y2?解法二:設(shè)與橢圓共焦點(diǎn)的雙曲線方程為=1(3<k<13)13?k3?kx2y2?即=1,13?kk?3∴a=13?k,c=10
∴離心率e=c10=,a13?k即510=解得k=5.
213?kx2y2?∴所求雙曲線方程為=1. 8222xy評(píng)注:解法二用了共焦點(diǎn)的圓錐曲線系方程,簡(jiǎn)化了解題過(guò)程,一般地與橢圓2+2=1共焦點(diǎn)的圓錐曲線ab22xy系方程為2+2=1(其中a>b>0,k<a2且k≠b2).當(dāng)k<b2時(shí),方程表示橢圓,當(dāng)b2<k<a2時(shí),方程a?kb?k表示雙曲線.
[例3]已知中心在原點(diǎn)的雙曲線的焦點(diǎn)為F1(-5,0),F(xiàn)2(5,0),漸近線方程為3x±4y=0,求此雙曲線的共軛雙曲線的方程.
策略:由已知漸近線的方程可得出a、b間的關(guān)系,再由c2=a2+b2可求出a、b并求出雙曲線方程,也可用雙曲線系方程求解.
解法一:∵漸近線方程為3x±4y=0,即y=±∵焦點(diǎn)F(±5,0)在x軸上,∴
3x. 4b3=,設(shè)a=4k,b=3k,而已知c=5,a4由a2+b2=c2得16k2+9k2=25,k2=1 ∴a2=16,b2=9 x2y2x2y2??∴雙曲線方程為=1,它的共軛雙曲線方程為-=1. 169169解法二:∵雙曲線的漸近線方程為3x±4y=0,可設(shè)雙曲線系方程為9x2-16y2=λ(λ>0). 即x2?9?y2?16=1
∴a2=????,b2=,c=5 ∴+=25 916916∴λ=9316
x2y2y2x2??=1. ∴雙曲線方程為=1,它的共軛雙曲線方程為169169評(píng)注:利用雙曲線系方程,可以簡(jiǎn)化運(yùn)算.漸近線方程為ax±by=0的雙曲線系方程為a2x2-b2y2=λ(λ>0時(shí)焦點(diǎn)在x軸上,λ<0時(shí)焦點(diǎn)在y軸上).
策略:要證PF1⊥PF2,首先容易想到的方法是證明兩直線斜率之積為-1,這需要先求出點(diǎn)P的坐標(biāo)(x0,y0)或x02與y02,但計(jì)算相當(dāng)麻煩,再一個(gè)方法是用勾股定理,這需要先求出|PF1|與|PF2|,可以考慮用雙曲線的兩個(gè)定義解決.
解法一:設(shè)點(diǎn)P的橫坐標(biāo)為x0,當(dāng)點(diǎn)P在雙曲線的右支上時(shí),根據(jù)雙曲線第二定義得|PF1|=e(x0+a)=ex0+a(F1為左焦點(diǎn)),c2a|PF2|=e(x0-)=ex0-a(F2為右焦點(diǎn)). c2∴|PF1|+|PF2|2=2e2x02+2a2. ∵|PF1|2|PF2|=32
∴e2x02-a2=32
∴e2x02=32+a2
∴|PF1|2+|PF2|2=64+4a2=100 又|F1F2|2=4c2=4(a2+b2)=43(9+16)=100,∴|PF1|2+|PF2|2=|F1F2|2,∴△F1PF2是直角三角形,PF1⊥PF2
∴同理,當(dāng)點(diǎn)P在雙曲線左支上時(shí),仍可得PF1⊥PF2.
解法二:∵點(diǎn)P在雙曲線上,依據(jù)雙曲線的定義得||PF1|-|PF2||=2a=6 ∴(|PF1|-|PF2|)2=36 又∵|PF1|2|PF2|=32,∴|PF1|2+|PF2|2=36+2332=100 又|F1F2|2=4c2=100. ∴|PF1|2+|PF2|2=|F1F2|2
∴PF1⊥PF2.
評(píng)注:雙曲線的定義不僅是推導(dǎo)雙曲線方程的依據(jù),也是解題的常用方法,用這一方法可以解決有關(guān)雙曲線的焦點(diǎn)、準(zhǔn)線等許多問(wèn)題.
[例5]某工程要挖一個(gè)橫斷面為半圓的柱形的坑,挖出的土只能沿道路AP、BP運(yùn)到P處(如圖8—4—1所示)
2x2y2? =1的兩個(gè)焦點(diǎn)點(diǎn)P在雙曲線上,且|PF|2|PF|=32,求證PF⊥PF.[例4]已知F1、F2是雙曲線1212 916|PA|=100 m,|PB|=150 m,∠APB=60°,試說(shuō)明怎樣運(yùn)土才能最省工.
策略:首先抽象為數(shù)學(xué)問(wèn)題,半圓中的點(diǎn)可分為三類:(1)沿AP到P較近;(2)沿BP到P最近;(3)沿AP、BP到P同樣近.顯然第三類點(diǎn)是第一、第二類點(diǎn)的分界.
解:設(shè)M是分界線上的任意一點(diǎn),則有|MA|+|PA|=|MB|+|PB|,于是|MA|-|MB|=|PB|-|PA|=150-100=50,所以第三類點(diǎn)M滿足性質(zhì):點(diǎn)M到定點(diǎn)A與定點(diǎn)B的距離之差等于常數(shù)50,符合雙曲線的定義,所以M點(diǎn)在以A、B為焦點(diǎn)的雙曲線的右支上,所以問(wèn)題轉(zhuǎn)化為求雙曲線的方程. 在△PAB中,由余弦定理得
|AB|2=|PA|2+|PB|2-2|PA|2|PB|2cos60°=1002+1502-23100315021=17500
2∴以AB所在直線為x軸,AB中點(diǎn)為原點(diǎn)建立平面直角坐標(biāo)系,則界線是雙曲線孤
x2y2?=1(x≥25)6253750所以運(yùn)土?xí)r,將此雙曲線左側(cè)的土沿AP運(yùn)到P處,右側(cè)的土沿BP運(yùn)到P處最?。?/p>
評(píng)注:本題通過(guò)建立直角坐標(biāo)系,利用點(diǎn)的集合的性質(zhì),構(gòu)造圓錐曲線模型(即分界線),從而確定最優(yōu)化區(qū)域. [例6](2000年2全國(guó)高考)如圖8—4—2,已知梯形ABCD中,|AB|=2|CD|,點(diǎn)E滿足|AE|=λ|EC|,雙曲線過(guò)C、D、E三點(diǎn),且以A、B為焦點(diǎn),當(dāng)
32≤λ≤時(shí),求雙曲線離心率e的取值范圍.
策略:設(shè)出雙曲線方程,由E、C坐標(biāo)適合方程,找出各字母之間的聯(lián)系,特別是e同λ的關(guān)系求之. 解:如圖8—4—2,以AB的垂直平分線為y軸,直線AB為x軸,建立直角坐標(biāo)系xOy,則CD⊥y軸.
因?yàn)殡p曲線經(jīng)過(guò)點(diǎn)C、D,且以A、B為焦點(diǎn),由雙曲線的對(duì)稱性知C、D關(guān)于y軸對(duì)稱.依題意,記A(-c,0),C(c1,h),E(x0,y0),其中c=|AB|為雙曲線的半焦距,h是梯形的高.由|AE|=λ|EC|,即(x0+c,y0)=22x2y2c?hc(??2)cλ(-x0,h-y0)得:x0=,y0=.設(shè)雙曲線方程為2-2=1,則離心率e=,21??aab2(1??)由點(diǎn)C、E在雙曲線上,將點(diǎn)C、E的坐標(biāo)和e=?e2h2??2?1??????????①?4b ?222??2????h?e??????2?1???②?4??1??1???b??22he由①式得2??1 ③ b4c代入雙曲線的方程得: a3e2將③式代入②式,整理得(4-4λ)=1+2λ,故λ=1-2.
e?2433322依題設(shè)≤λ≤得:≤1-2≤,4e?2433解得7≤ e ≤10
所以,雙曲線的離心率的取值范圍為[7,10]. 評(píng)注:解本題關(guān)鍵找出離心率e與λ的關(guān)系,對(duì)于λ=1-
31?2?
32,也可整理為e==-2,再用2e?21??1??觀察法求得7≤ e ≤10.該題對(duì)考查學(xué)生思維能力、運(yùn)算推理能力、綜合運(yùn)用數(shù)學(xué)知識(shí)等能力都有較高要求,作為高考題可謂當(dāng)之無(wú)愧.
x2y2[例7]設(shè)雙曲線2-2=1(0<a<b)的半焦距為c,直線l過(guò)(a,0),(0,b)兩點(diǎn),已知原點(diǎn)到直線l的距ab離為3c,求雙曲線的離心率。4解析:由直線的截距式方程和直線l的方程為:
xy?=1,即bx+ay-ab=0. ab由點(diǎn)到直線的距離公式得:?aba2?b2?3c. 43
432c,∴a2b2=c
164又由雙曲線方程知:b2+a2=c2
∴ab=∴a2(c2-a2)= 344c,∴3e4-16e2+16=0
∴e2=4或e2= 1634c2a2?b2b22?1?又02 ∴e=舍去 223aaa2∴e2=4,∴e=2.
【同步達(dá)綱練習(xí)】
1.下列各對(duì)雙曲線中,離心率與漸近線都相同的是()
A.-=1和-=1 B.-=1和=1 C.-=1和-=1 D. -=1或=1 2.雙曲線-=1的兩條漸近線所夾銳角的正切值是()
3.A.
B.2
C.
D.
3.雙曲線-=1的兩條漸近線互相垂直,那么該雙曲線的離心率是()A.2
B.
C.
D.
4.點(diǎn)P為雙曲線-y2=1右支上一點(diǎn)(非頂點(diǎn)),F(xiàn)1、F2是該雙曲線的焦點(diǎn),則△F1PF2的內(nèi)心在()
A.直線x=2上 B.直線x=1上 C.直線y=2x上 D.直線y=x上
5.設(shè)連接雙曲線-=1與-=1的四個(gè)頂點(diǎn)的四邊形的面積是S1,連結(jié)其四個(gè)焦點(diǎn)的面積為S2,則的最大值是()
A.
B.
C.1
D.2 6.過(guò)雙曲線的右焦點(diǎn)F2作垂直于實(shí)軸的弦PQ,F(xiàn)1為左焦點(diǎn)且∠PF1Q=___________.,則雙曲線的離心率是7.以雙曲線-=1的焦點(diǎn)為頂點(diǎn),頂點(diǎn)為焦點(diǎn)的橢圓方程為___________.
8.雙曲線的一條漸近線方程為y=x,且過(guò)點(diǎn)P(3,-),則它的標(biāo)準(zhǔn)方程是___________.
9.若雙曲線的漸近線方程為3x±4y=0,則雙曲線的離心率為___________. 10.已知中心在原點(diǎn),焦點(diǎn)F1、F2在坐標(biāo)軸上的等軸雙曲線經(jīng)過(guò)點(diǎn)(4,-).
(1)求雙曲線的方程;
(2)若點(diǎn)M(3,m)在雙曲線上,求證:MF1⊥MF2;(3)對(duì)于(2)中的點(diǎn)M,求△F1MF2的面積.
11.已知雙曲線的中心在原點(diǎn),以坐標(biāo)軸為對(duì)稱軸,且與圓x2+y2=17相交于點(diǎn)A(4,-1),若圓在A點(diǎn)的切線與雙曲線的漸近線平行,求這雙曲線方程.
12.在一次模擬軍事演習(xí)中,A、B、C是我軍三個(gè)炮兵陣地.在指揮作戰(zhàn)圖的坐標(biāo)平面上,由數(shù)據(jù)給出:A在指揮中心O的正東3 km,B在O的正西3 km,C在B的北偏西30°,相距4 km,P為敵軍陣地(如圖8—4—3).某時(shí)刻,A處發(fā)現(xiàn)了敵軍陣地P的某種信號(hào),設(shè)該信號(hào)傳播速度為1 km/s,由于B、C兩地比A地距P地遠(yuǎn),因此4秒鐘后,B、C才同時(shí)發(fā)現(xiàn)信號(hào),于是A處準(zhǔn)備炮擊P處,求A處炮擊的方向角θ(即東偏北多少度).
參考答案
【同步達(dá)綱練習(xí)】
1.解析:(用排除法)選項(xiàng)A和B中的兩個(gè)方程所表示的雙曲線漸近線不同,故排除A和B,而C中的兩個(gè)方程所表示的雙曲線漸近線相同而離心率不同,所以也排除C,因此選D.
答案:D 2.解析:雙曲線=1的兩條漸近線方程為y=±x,設(shè)兩漸近線的夾角為θ,于是有:tanθ=答案:B .
3.解析:雙曲線∴a2=b2.
∴c2=a2+b2=2a2,=1兩漸近線方程為y=±x,又由題設(shè)知:-2=-1,∴e2==2,∴e=.
答案:C 4.解析:設(shè)雙曲線的右頂點(diǎn)為N,△F1PF2的內(nèi)切圓切雙曲線的實(shí)軸于T,由雙曲線的定義知:|PF1|-|PF2|=4,由平面幾何知識(shí)得:|F1T|-|F2T|=4.
又|F1T|+|F2T|=2c=2,∴|F2T|=
-2.
∴|OT|=2 又右頂點(diǎn)N(2,0),∴T與N重合,由圓的切線的性質(zhì)定理知,△F1PF2的內(nèi)切圓的圓心必在直線x=2上. 答案:A 5.解析:由題設(shè)知雙曲線=1的焦點(diǎn)坐標(biāo)為:(±,0),頂點(diǎn)坐標(biāo)為
(±a,0),雙曲線=1的焦點(diǎn)坐標(biāo)為(0,±),頂點(diǎn)坐標(biāo)為(0,±b). 則S1=2|2a|2|2b|=2|ab|,S2=
3(2)2=2(a2+b2)∴答案:B
.
6.解析:設(shè)雙曲線方程為=1(a>0,b>0),焦距2c,|PQ|=,又知△PF1F2是等腰直角三角形,則2c=,∴2ca=c2-a2
∴∴e=1±答案:-1=0,即e2-2e-1=0,又e>1,∴+1
舍去∴e=
+1.
7.解析:由=1知其焦點(diǎn)坐標(biāo)為(±3,0),頂點(diǎn)為(±,0),設(shè)所求橢圓方
程為=1(a>b>0),則:a2=9,b2=32-()2=4,∴=1.
答案:=1 8.解析:設(shè)所求雙曲線方程為
-y2=λ(λ≠0),把(3,-)代入得λ=2,故方程為=1.
答案:=1 9.解析:離心率e=,由于漸近線方程為y=±x,當(dāng)雙曲線焦點(diǎn)在x軸時(shí),當(dāng)雙曲線焦點(diǎn)在y軸時(shí),故e為或.
答案:或 10.解:(1)設(shè)所求雙曲線的方程為x2-y2=λ(λ≠0)則有42-(-∴λ=6)2=λ,∴所求雙曲線方程為=1.
(2)將點(diǎn)M(3,m)代入雙曲線方程得:∴m2=3,∴M(3,±),0),F(xiàn)2(2
=1,又由雙曲線方程知F1(-2,0)∴==-1 ∴MF1⊥MF2.
(3)由MF1⊥MF2知∠F1MF2=90°
∴|MF1|2+|MF2|2=|F1F2|2 ① 又||MF1|-|MF2||=2 ②
①-②2得:2|MF1|2|MF2|=|F1F2|2-24=4312-24=24 ∴=|MF1|2|MF2|=6.
11.解:當(dāng)所求雙曲線的焦點(diǎn)在x軸上時(shí),方程為=1(a>0,b>0),漸近線方程為y=±x,由已知條件知:雙曲線過(guò)點(diǎn)A(4,-1),則有=1 ①
又∵圓x2+y2=17在A(4,-1)的切線方程為4x-y=17,由題意知
=4 ②
解由①②組成的方程組得:a2=,b2=255.
∴當(dāng)焦點(diǎn)在x軸上時(shí),雙曲線方程為: =1.
當(dāng)焦點(diǎn)在y軸上時(shí),雙曲線方程為1 ③
=1(a>0,b>0).由題設(shè)知過(guò)點(diǎn)A(4,-1),則有=而雙曲線=1的漸近線方程為y=±x,∴=4 ④
由③④知:a、b不存在,故焦點(diǎn)不可能在y軸上.
因此所求雙曲線方程為=1.)12.解:由題意知:A(3,0)、B(-3,0)、C(-5,2由已知:|PB|-|PA|=4,即P點(diǎn)在以B、A為焦點(diǎn)的以4為實(shí)軸長(zhǎng)的雙曲線的右支上,設(shè)其方程為=1(a>0,b>0,x>0)由2a=4,2c=6,得b2=5 ∴P點(diǎn)在雙曲線=1(x>0)上.
又|PB|=|PC|,知P點(diǎn)在線段BC的垂直平分線l上.
∵kBC=,∴kl=,又BC中點(diǎn)(-4,)∴l(xiāng)的方程為y-=(x+4),即點(diǎn)P在直線y=(x+7)上.
由得11x2-56x-256=0 ∴x=8或x=-<0(舍去),P點(diǎn)坐標(biāo)(8,5)設(shè)所求方向角為θ,即θ=∠xAP,由tanθ=∴A處炮擊的方向角為60°.,得θ=60°
第三篇:雙曲線及其簡(jiǎn)單幾何性質(zhì)作業(yè)
家長(zhǎng)簽字:
學(xué)之導(dǎo)教育中心作業(yè)
———————————————————————————————學(xué)生:
授課時(shí)間:________年級(jí):
教師:求滿足下列條件的雙曲線的標(biāo)準(zhǔn)方程
(1)焦點(diǎn)是(-4,0),(4,0),過(guò)點(diǎn)(2,0)
(2)離心率為54,半虛軸長(zhǎng)為2(3)兩頂點(diǎn)間的距離是6,兩焦點(diǎn)連線被兩頂點(diǎn)和中心四等分過(guò)雙曲線x2-y2?3=1的左焦點(diǎn)F1,作傾斜角為
6的弦為AB,求:((2)?F2AB的周長(zhǎng)(F2為雙曲線的右焦點(diǎn))
1)
AB 3 已知中心在原點(diǎn)的雙曲線C的一個(gè)焦點(diǎn)是F1(-3,0),一條漸近線的方程為(1)求雙曲線C的標(biāo)準(zhǔn)方程
5x?2y?0、(2)若以k(k不為0)的斜率的直線l與雙曲線C相交于兩個(gè)不同的點(diǎn)M,N,且線段MN的垂直平分線與兩坐標(biāo)圍成的三角形的面積為
812,求K的范圍
第四篇:雙曲線的簡(jiǎn)單幾何性質(zhì)教學(xué)反思
雙曲線的簡(jiǎn)單幾何性質(zhì)教學(xué)反思
圓錐曲線是高考的熱點(diǎn)和高考試題的壓軸題,主要是對(duì)圓錐曲線幾何性質(zhì)的考查,因此,課堂教學(xué)時(shí)應(yīng)重視對(duì)圓錐曲線幾何性質(zhì)的歸納和運(yùn)用.有效教學(xué)要在學(xué)生已有認(rèn)知基礎(chǔ)上,尋找學(xué)生最近發(fā)展區(qū)促進(jìn)學(xué)生更深層面上思維和理解。本節(jié)課學(xué)習(xí)活動(dòng)是以學(xué)生對(duì)橢圓幾何性質(zhì)的認(rèn)知基礎(chǔ)上進(jìn)行的,利用方程討論曲線的性質(zhì)的這種方法,學(xué)生在學(xué)習(xí)討論橢圓的性質(zhì)時(shí)已經(jīng)嘗試探討過(guò),所以這節(jié)課主要是對(duì)照橢圓幾何性質(zhì),讓學(xué)生通過(guò)類比的思想方法得出雙曲線的幾何性質(zhì).充分調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性,使學(xué)生更清楚地區(qū)分兩者曲線,找出“共性”和“個(gè)性”.有效教學(xué)要使學(xué)生建立良好的知識(shí)網(wǎng)絡(luò)體系。良好知識(shí)結(jié)構(gòu)應(yīng)把知識(shí)及知識(shí)形成發(fā)展的脈絡(luò)及蘊(yùn)含的數(shù)學(xué)思想方法、知識(shí)間的內(nèi)在聯(lián)系、結(jié)論的推導(dǎo)證明線索融合成一個(gè)有機(jī)整體,也只有這樣的知識(shí)才有利于轉(zhuǎn)化成長(zhǎng)期記憶,才能夠在需要時(shí)被自如調(diào)用。本課突出展現(xiàn)了雙曲線幾何性質(zhì)的獲得過(guò)程.當(dāng)然在課堂教學(xué)的實(shí)際活動(dòng)中,有一些不盡人意,一是與橢圓的類比不到位,二是知識(shí)網(wǎng)絡(luò)的形成欠缺,三是由于應(yīng)用多媒體,客課容量是增加了,但個(gè)別知識(shí)容易造成一帶而過(guò),引不起足夠重視,四是時(shí)間分配上存在誤差,練習(xí)時(shí)間減少。
在教學(xué)活動(dòng)中,學(xué)生的思維活動(dòng)主要是在問(wèn)題的驅(qū)動(dòng)下進(jìn)行的。能有效促進(jìn)學(xué)生數(shù)學(xué)思維發(fā)生的問(wèn)題應(yīng)具備如下特點(diǎn):(1)從學(xué)生知識(shí)可接受性的實(shí)際出發(fā),確定合理的難度和適當(dāng)?shù)乃季S強(qiáng)度,即,問(wèn)題使學(xué)生處于似會(huì)非會(huì)、似能解決又不能解決的感覺(jué)。(2)問(wèn)題要有利于引起學(xué)生的認(rèn)知沖突和學(xué)習(xí)心向,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣,促進(jìn)學(xué)生積極參與。(3)問(wèn)題的序列設(shè)置要使數(shù)學(xué)內(nèi)容的呈現(xiàn)合理、自然,有情理之中的感覺(jué),要有利于學(xué)生領(lǐng)悟數(shù)學(xué)的本質(zhì),提煉數(shù)學(xué)思想方法,靈活運(yùn)用所學(xué)。(4)從數(shù)學(xué)方法論的角度出發(fā),問(wèn)題要具有啟發(fā)性,如:你認(rèn)為該問(wèn)題可能涉及哪些知識(shí)?解決該問(wèn)題需要什么條件?我們還疏漏了什么沒(méi)有?…….促進(jìn)學(xué)生自己提出問(wèn)題、發(fā)現(xiàn)問(wèn)題,對(duì)數(shù)學(xué)有所感悟,實(shí)現(xiàn)學(xué)生思維深度參與的自動(dòng)發(fā)生機(jī)制。(5)問(wèn)題要有利于引領(lǐng)、促進(jìn)學(xué)生有效反思自己的學(xué)習(xí)行為,及時(shí)整理、內(nèi)省自己的思維過(guò)程,提升對(duì)知識(shí)、方法的認(rèn)識(shí)。如:?jiǎn)栴}是怎樣得到解決的?使用了哪些思維方法?該問(wèn)題的解決方法有推廣價(jià)值嗎?可推廣到哪些方面?……..這在實(shí)際教學(xué)活動(dòng)確實(shí)有所體現(xiàn),但是還有一定的欠缺,這需要在教學(xué)實(shí)踐中不斷的去摸索經(jīng)驗(yàn),此外在教學(xué)設(shè)計(jì)中還應(yīng)更加細(xì)致,預(yù)先設(shè)置的更細(xì)致些,會(huì)有更好的效果。
第五篇:雙曲線幾何性質(zhì)2
授課時(shí)間 周星期 授課班級(jí) 授課教師 方法、技巧、規(guī)律 課雙曲線幾何性質(zhì) 題 學(xué)1.了解雙曲線的簡(jiǎn)單幾何性質(zhì)——漸近線習(xí)2.能用雙曲線的簡(jiǎn)單幾何性質(zhì)解決一些簡(jiǎn)單問(wèn)題。目.標(biāo) 重雙曲線的幾何性質(zhì)及初步運(yùn)用。點(diǎn) 難雙曲線的漸近線 點(diǎn) 問(wèn)題 1:由橢圓的幾何性質(zhì)出發(fā),類比探究雙曲線 標(biāo)準(zhǔn)方程 觀察圖形,把握對(duì) 稱性`開放性和特 殊點(diǎn) 漸近線方程 問(wèn)題2實(shí)軸與虛軸等長(zhǎng)的雙曲線叫___________ 雙曲線 學(xué)方程可表示為___________,漸近線方程為________,習(xí)問(wèn)題3:不同的雙曲線漸近線會(huì)相同嗎? 過(guò)x2y222程 1.雙曲線4?9?1漸近線方程為_____,雙曲線y36?x16?1漸近線方程為_____ 2.(2009天津卷文)設(shè)雙曲線x22a2?yb2?1(a?0,b?0)的虛軸長(zhǎng)為2,焦距為23,x224k?y9k?1漸近線方程為____ 例2.已知雙曲線方程x29?y216?1,求與它共漸近線且滿 1)過(guò)點(diǎn)(?3,23)22)焦點(diǎn)為橢圓x210?y5?1的頂點(diǎn) 3)焦距為10 漸近線應(yīng)用 21)(2009寧夏海南卷理)雙曲線x24-y12=1的焦點(diǎn)到漸近(A)23(B)2(C)3 2)(2011年湖南)設(shè)雙曲線x2a2?y29?1?a?0?的漸近線3)(2010浙江理數(shù))(8)設(shè)Fx21、F2分別為雙曲線a2?曲線右支上存在點(diǎn)P,滿足PF2?F1F2,且F2到直線雙曲線的漸近線方程為(A)3x?4y?0(B)3x?5y?0(C)4x?3y?x24).(2009全國(guó)卷)雙曲線?y2?1的漸近線與圓(b