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24 椭圆及其标准方程_第1课时

免费读1262字2024-07-20

  老师:同学们好,我是北京171中学教育集团的许其飞。今天我们一起来学习椭圆及其标准方程。第一节前面我们用坐标法研究了直线圆及其位置关系,生活中还有一些有用有趣、我们还不太了解的曲线有待于我们去探究。本章我们继续用坐标法来研究圆锥曲线,让我们一起去体会坐标法的魅力与威力。圆锥曲线与科研、生产、生活有着密切的联系,比如行星到太阳运行的轨道是椭圆,发电厂冷却塔的外形线是双曲线,卫星接收天线是抛物线绕其轴旋转形成的抛物面儿。我想这时候同学们在头脑中一定形成了椭圆双曲线抛物线的形象,但是他们为什么称为圆锥曲线?我们知道我们用一个垂直于圆锥轴的截面去截圆锥截口曲线,也就是截面与圆锥侧面的交线是一个圆。如果我们改变截面与圆锥轴所成的角,会得到怎样的截口曲线?请同学们看老师的演示。

  老师:我们设圆锥的轴与平面成角为c塔,圆锥轴截面顶角为rAlpha。当c塔为90度时,结线为圆。当fit大于alpha小于90度时,截线为椭圆。当sita大于等于0小于阿尔法时,截线为双曲线。当Sita恰为阿尔法时,截线为抛物线。我想同学们找到椭圆双曲线、抛物线统称圆锥曲线的原因了。

  老师:圆锥曲线有广泛的应用,是与它的几何特征与几何性质密切相连的,这也是我们本章研究的内容。历史上古希腊人曾经用纯几何的方法来研究圆锥曲线,但是到了17世纪,人们开始用坐标法来研究圆锥曲线了,你能猜测出的变化的大致原因是什么吗?对,我们用坐标法来研究圆锥曲线的最大好处是可以程序化、精确的进行计算。

  老师:那么如果本章我们用坐标法来研究圆锥曲线,在大家回顾直线和圆的研究过程的基础上,你能猜出我们研究的大致思路和整体框架吗?本章的研究基本思路是从现实背景出发,到曲线的概念、曲线的方程、曲线的性质到实际应用。我们知道现实背景为我们揭示了研究的必要性,而曲线的概念是我们建立曲线方程的依据,曲线的方程是研究曲线性质的工具,而曲线的概念、曲线的方程和曲线的性质共同为我们曲线的实际应用奠定了基础。

  老师:好在我们这个研究框架下,我们就开始从椭圆去研究。我们知道在平面内到定点,距离等于定长的点的集合是圆。老师如果取一根细绳,把细绳的两端点固定在同一处,套上铅笔,拉紧绳子,移动笔尖,这时候我们能够画出一个圆。那么如果老师把细绳的两端分别固定在土板上的两点,F1,F2,仍然套上铅笔,拉紧绳子,移动笔尖,那么能画出什么样的曲线?请同学们拿出事先准备好的铅笔、细绳、图钉和图板尝试一下。

  老师:我们画出了椭圆的形象,那么老师想问,在这个过程中,移动的笔尖儿,也就是动点,它满足的几何条件是什么呢?移动的笔尖,也就是动点到两定点F1F2的距离和为定长,也就是绳长。在同学们操作过程中,我希望同学们思考三个问题,第一,当动点到两定点的距离之和与两定点的距离大小关系发生变化时,动点的轨迹会发生什么变化?当动点到领定点的距离和

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