2.1.2曲线与方程
教案
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公开课教案
2.1.2 曲线与方程
江玉海
安徽师范大学附属外国语学校
二00九年十二月二十四日
1
2.1.2 曲线与方程
安师大附外 江玉海
一 教学目标
1、知识目标:
(1)理解曲线上的点与方程的解之间的一一对应关系;
(2)初步领会“曲线的方程”与“方程的曲线”的概念;
(3)学会根据已有的资料找规律,进而
分析
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、判断、归纳结论;
(4)强化“形”与“数”一致并相互转化的思想
方法
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。
2、能力目标:
(1)通过直线方程的引入,加强学生对方程的解和曲线上的点的一一对应关系的认识; (2)在形成曲线和方程的概念的教学中,学生经历观察、分析、讨论等数学活动过程,探
索出结论,并能有条理的阐述自己的观点;
(3)在构建曲线和方程概念的过程中,培养学生分析、判断、归纳的逻辑思维能力、知识迁移能力、合情推理能力,同时强化“形”与“数”结合并相互转化的思想方法。 3、情感目标:
(1)通过概念的引入,让学生感受从特殊到一般的认知规律;
(2)通过反例辨析和问题解决,培养合作交流、独立思考等良好的个性品质,以及勇于批判、敢于创新的科学精神。
二 教学重难点
概念 教学重点 曲线和方程的
教学难点 曲线和方程概念的理解
三 教学方法 问题探究和启发、引导式相结合
四 教学用具:多媒体
课件
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五 教学过程:
知识回顾
1、在什么条件下,方程f(x,y),0是曲线C的方程,同时曲线C是该方程的曲线, (1)曲线C上的点的坐标都是方程 f(x,y),0的解;
(2)以方程f(x,y),0的解为坐标的点都在曲线C上.
2、平面解析几何研究的主要问题是:
(1)求曲线的方程;
(2)通过方程研究曲线的性质.
一一对应,,,,,在平面上建立直角坐标系: 点 坐标(x,y)
,,, 曲线 曲线的方程
例题讲解
例1、设A、B两点的坐标是 (-1,-1)、(3,7),求线段AB的垂直平分线的方程.
7(1),,k解法一:?,?所求直线的斜率=-0.5 k,,2AB3(1),,
,,,,1317(,)又?线段AB的中点坐标是,即(1,3) 22
2
1?线段AB的垂直平分线的方程为.即x+2y-7=0 yx,,,,3(1)2
解法二:若没有现成的结论怎么办???需要掌握一般性的方法
问题1.设A、B两点的坐标是 (-1,-1)、(3,7),求线段AB的垂直平分线的方程. 解:设M(x,y)是线段AB的垂直平分线上的任一点,则 |MA|=|MB|
2222(x+1)+(y+1)=(x-3)+(y-7)?
2222 ?x+2x+1+y+2y+1=x-6x+9+y-14y+49?(?) xy,,,270
?由上面过程可知,垂直平分线上任一点的坐标都是方程的解; xy,,,270
?设点的坐标是方程(?)的解,即 M(,)xyxy,,,27011111
? 上面变形过程步步可逆,
2222(x+1)+(y+1)=(x-3)+(y-7)? 1111
MA=MB 11
综上所述,线段AB的垂直平分线的方程是. x+2y-7=0
第一种方法运用现成的结论当然快,但它需要你对研究的曲线要有一定的了解;第二种方法虽然有些走弯路,但这种方法有一般性.
求曲线的方程(轨迹方程),一般有下面几个步骤:
1.建立适当的坐标系,设曲线上任一点M的坐标; (,)xy
PMPM,()2.列出适合条件P的几何点集:; ,,
3.用坐标表示条件,列出方程; PM()fxy(,)0,
4.化简方程为最简形式; fxy(,)0,
5.证明(查漏除杂).
lll例2、已知一条直线和它上方的一个点F,点F到的距离是2.一条曲线也在的上方,它上
l面的每一点到F的距离减去到的距离的差都是2,建立适当的坐标系,求这条曲线的方程. 解:取直线l为x轴,过点F且垂直于直线l的直线为y轴,建立坐标系xOy,设点M(x,y)是曲线上任意一点,MB?x轴,垂足是B,那么MF-MB=2,把M点坐标代入上式得:
1222222x,(y,2),y,2y,x,平方得:,化简得:。因为曲x,(y,2),(y,2)8
12y,x线在x轴的上方,所以y,0, 所以曲线的方程是(x,0) 8
x练习1.已知点M与轴的距离和点M与点F(0,4)的距离相等,求点M的轨迹方程。
22FMxy,,,(4)yx解:设点M的坐标为(x,y)?点M与轴的距离为,
3
22222?=? xy,,(4)yyxyy,,,,816
2?这就是所求的轨迹方程. xy,,816
2. 长为2的线段AB的两端点分别在两条互相垂直的直线上滑动,求线段AB的中点M的轨
22迹方程. (x,y,1 )
、已知线段AB, B点的坐标(6,0),A点在曲线y=x2+3上运动,求AB的中点M的轨迹例3
方程.
解;设AB的中点M的坐标为(x,y),又设A(X1,Y1),则
x+6,1 x=x=2x-6,1,,2?, ,y=2y,1y1, y=,2,
222点A(x,y)在曲线y=x+3上,则y=x+3代入,得:2y=(2x-6)+3 1111
整理,得AB的中点的轨迹方程为
32 y=2x-3+,, 2
变式练习:
若三角形ABC的两顶点C,B的坐标分别是C(0,0),B(6,0),顶点A在曲线y=x2+3上运动,求三角形ABC重心G的轨迹方程.
22例4、经过原点的直线l与圆相交于两个不同点A、B,求线段ABxyxy,,,,,6490
的中点M的轨迹方程.
解法一:设M,A,B (,)xy(,)xy(,)xy1122
xx,,12x,22,,xyxy,,,,,6490?,,21111且 ,,22yy,xyxy,,,,,6490?12,,,2222y,,,2
由???得()()()()xxxxyyyy,,,,,,,,,,6()4()0xxyy 121212121212
yyy,12kk,xx,?即(易知) ,OMAB12xxx,12
yy22640xy,,,,,? xx
22?化简得 xyxy,,,,320
22?所求轨迹方程为(在已知圆内部一段弧对应的方程) xyxy,,,,320
相关点法:动点所满足的条件不易表述或求出,但形成轨迹的动点P(x,y)却随另一动点Q(x’,y’)的运动而有规律的运动,且动点Q的轨迹为给定或容易求得,则可先将x’,y’
4
表示为x,y的式子,再代入Q的轨迹方程,然而整理得P的轨迹方程,也称代入法。 简单地说:利用所求曲线上的动点与某一已知曲线上的动点的关系,把所求动点转换为已知动点满足的曲线的方程,由此即可求得动点坐标x,y之间的坐标。 解法二:设M,A,B (,)xy(,)xy(,)xy1122
xx,,12x,,,2则设直线l的方程为 ykx,,yy,12,y,,,2
ykx,,22由方程组消去y得 (1)(64)90,,,,,kxkx,22xyxy,,,,,64100,
32,k,x,2,649,k,1,k? xxxx,,,,,,12122232,k11,,kk,yk,,2,1,k,
22k消去参数得 xyxy,,,,320
小结:
1.求曲线方程的常用方法:
(1)直接法:如果动点运动的条件就是一些几何量的等量关系,这些条件简单明确,易于表述成含x,y的等式,就得到轨迹方程,这种方法称之为直接法。用直接法求动点轨迹一般有建系,设点,列式,化简,证明五个步骤,最后的证明可以省略,但要注意“挖”与“补”。 (2)定义法:运用解析几何中一些常用定义(例如圆锥曲线的定义),可从曲线定义出发直接写出轨迹方程,或从曲线定义出发建立关系式,从而求出轨迹方程。 (3)代入法:动点所满足的条件不易表述或求出,但形成轨迹的动点P(x,y)却随另一动点Q(x’,y’)的运动而有规律的运动,且动点Q的轨迹为给定或容易求得,则可先将x’,y’表示为x,y的式子,再代入Q的轨迹方程,然而整理得P的轨迹方程,代入法也称相关点法。 (4)参数法:求轨迹方程有时很难直接找到动点的横坐标、纵坐标之间的关系,则可借助中间变量(参数),使x,y之间建立起联系,然而再从所求式子中消去参数,得出动点的轨迹方程。
(5)交轨法:求两动曲线交点轨迹时,可由方程直接消去参数,例如求两动直线的交点时常用此法,也可以引入参数来建立这些动曲线的联系,然而消去参数得到轨迹方程。可以说是参数法的一种变种。
2.轨迹与轨迹方程是两个不同的概念,轨迹是指曲线,轨迹方程是指曲线的方程.求轨迹方程的本质,就是在给定的坐标系中,求轨迹上任意一点的横坐标与纵坐标之间的关系.
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练习:
221. 动点在圆 上移动时,它与定点连线的中点的轨迹方程是( ) B(3,0)x,y,1
2222(A) (B) (x,3),y,4(x,3),y,1
312222()(C) (D) x,,y,(2x,3),4y,122
1x,82.点M与定点F距离和它到直线的距离的比为,则动点M的轨迹方程为(,)xy(1,0)2( )
2222xyxy(A) (B) ,,1,,14387
2222xy(C) (D)=0 34860xyx,,,,,11612
课后作业:
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