高中数学人教版新课标A选修1-12.3抛物线教学设计
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§2.3.2 抛物线的几何性质(1)
【学情分析】:
由于学生具备了曲线与方程的部分知识,掌握了研究解析几何的基本方法,因而利用已有椭圆与双曲线的知识,引导学生独立发现、归纳知识,指导学生在实践和创新意识上下工夫,训练基本技能。
【教学目标】:
(1)知识与技能:
熟练掌握抛物线的范围,对称性,顶点,准线,离心率等几何性质。
(2)过程与方法:
重视基础知识的教学、基本技能的训练和能力的培养;启发学生能够发现问题和提出问题,善于独立思考。
(3)情感、态度与价值观:
培养严谨务实,实事求是的个性品质和数学交流合作能力,以及勇于探索,勇于创新的求知意识,激发学生学习数学的兴趣与热情。
【教学重点】:
熟练掌握抛物线的范围,对称性,顶点,准线,离心率等几何性质。
【教学难点】:
熟练掌握抛物线的范围,对称性,顶点,准线,离心率等几何性质及其应用。
【课前准备】:
Powerpoint或投影片
【教学过程设计】:
教学环节 | 教学活动 | 设计意图 |
一、复习引入
| 1.已知抛物线的焦点坐标是F(0,-2),求它的标准方程. 解:焦点在x轴负半轴上,=2,所以所求抛物线的标准方程是 2.填空:动点M与定点F的距离和它到定直线的距离的比等于e,则当0<e<1时,动点M的轨迹是椭圆;当e=1时,动点M的轨迹是抛物线;当e>1时,动点M的轨迹是双曲线. 3.复习椭圆、双曲线几何性质的主要内容:
| 通过离心率的填空引出抛物线。引起学生的兴趣。 |
二、抛物线的几何性质 | 类比研究归纳抛物线的几何性质:
| 引导学生填写表格。通过对比,让学生掌握抛物线的四种图形、标准方程、焦点坐标以及准线方程。 |
三、例题讲解 | 例1 已知抛物线的顶点在原点,对称轴为坐标轴,且过点A(4,2),求这条抛物线的准线方程。 解:⑴若抛物线开口向右, 设抛物线的标准方程为 ∵ ∴ ∴抛物线的标准方程为 ⑵若抛物线开口向上, 设抛物线的标准方程为 ∵ ∴ ∴抛物线的标准方程为
例2 汽车前灯反射镜与轴截面的交线是抛物线的一部分,灯口所在的圆面与反射镜的轴垂直,灯泡位于抛物线焦点处。已知灯口的直径是24cm,灯深10cm,那么灯泡与反射镜的顶点距离是多少? | 让学生运用抛物线的几何性质,写出符合条件的抛物线的准线方程。
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三、例题讲解 | 分析:依标准方程特点和几何性质建系,由待定系数法求解,强调方程的完备性。 解:如图,在探照灯的轴截面所在平面内建立直角坐标系,使反光镜的顶点(即抛物线的顶点)与原点重合, 轴垂直于灯口直径. 抛物线的标准方程为,由已知条件可得点 的坐标是(40,30)且在抛物线上,代入方程得: , 所以所求抛物线的标准方程为,焦点坐标是 .
例3 过抛物线的焦点F任作一条直线m,交这抛物线于A、B两点, 求证:以AB为直径的圆和这抛物线的准线相切. 分析:运用抛物线的定义和平面几何知识来证比较简捷. 证明:如图.设AB的中点为E,过A、E、B分别向准线引垂线AD,EH,BC,垂足为D、H、C,则 |AF|=|AD|,|BF|=|BC| ∴|AB|=|AF|+|BF|=|AD|+|BC|=2|EH| 所以EH是以AB为直径的圆E的半径,且EH⊥l, 因而圆E和准线相切. | 运用抛物线的几何性质解决现实生活中的问题,提高学生学习数学的兴趣和综合解题能力。
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四、巩固练习 | 1.过抛物线的焦点作直线交抛物线于,两点,如果,那么=( B ) (A)10 (B)8 (C)6 (D)4 2.已知为抛物线上一动点,为抛物线的焦点,定点,则的最小值为( B ) (A)3 (B)4 (C)5 (D)6 3.过抛物线的焦点作直线交抛物线于、两点,若线段、的长分别是、,则=( C ) (A) (B) (C) (D) 4.过抛物线焦点的直线它交于、两点,则弦的中点的轨迹方程是 5.定长为的线段的端点、在抛物线上移动,求中点到轴距离的最小值,并求出此时中点的坐标 (答案: , M到轴距离的最小值为)
6. 已知抛物线的顶点在原点,对称轴是x轴,抛物线上的点M(-3,m)到焦点的距离等于5,求抛物线的方程和m的值. 解法一:由焦半径关系,设抛物线方程为y2=-2px(p>0),则准线方 因为抛物线上的点M(-3,m)到焦点的距离|MF|与到准线的距离 得p=4. 因此,所求抛物线方程为y2=-8x. 又点M(-3,m)在此抛物线上,故m2=-8(-3). 解法二:由题设列两个方程,可求得p和m.由题意 在抛物线上且|MF|=5,故
| 分层训练,让学生牢牢掌握抛物线的几何性质。
由学生演板. |
五、课后练习 | 1.根据下列条件,求抛物线的方程,并画出草图. (1)顶点在原点,对称轴是x轴,顶点到焦点的距离等于8. (2)顶点在原点,焦点在y轴上,且过P(4,2)点. (3)顶点在原点,焦点在y轴上,其上点P(m,-3)到焦点距离为5.
2.过抛物线焦点F的直线与抛物线交于A、B两点,若A、B在准线上的射影是A2,B2,则∠A2FB2等于
3.抛物线顶点在原点,以坐标轴为对称轴,过焦点且与y轴垂直的弦长为16,求抛物线方程.
4.以椭圆的右焦点,F为焦点,以坐标原点为顶点作抛物线,求抛物线截椭圆在准线所得的弦长.
5.有一抛物线型拱桥,当水面距拱顶4米时,水面宽40米,当水面下降1米时,水面宽是多少米?
6.已知抛物线关于x轴对称,顶点在坐标原点,其上一点M(2,m)到焦点的距离等于3,求抛物线方程及m值。
习题答案: 1.(1)y2=±32x (2)x2=8y (3)x2=-8y 2.90° 3.x2=±16 y 4. 5.米 6.y2=4x, m=或 | 课后练习注意分层训练,让学生牢牢掌握抛物线的几何性质。 |
练习与测试:
1.求适合下列条件的抛物线的方程:
(1)顶点在原点,焦点为(0,5);
(2)对称轴为x轴,顶点在原点,且过点(-3,4)。
2.若P(x0,y0)是抛物线y2=-32x上一点,F为抛物线的焦点,则PF=( )。
(A)x0+8 (B) x0 -8 (C)8- x0 (D) x0 +16
3. 一个抛物线型拱桥,当水面离拱顶2m时,水面宽4m,若水面下降1m,求水面宽度。
4. 已知抛物线关于x轴为对称,它的顶点在坐标原点,并且经过点,求它的标准方程.
解:由题意,可设抛物线方程为,因为它过点,
所以 ,即
因此,所求的抛物线方程为.
5.探照灯反射镜的轴截面是抛物线的一部分,光源位于抛物线的焦点处,已知灯的圆的直径60cm,灯深为40cm,求抛物线的标准方程和焦点位置.
分析:这是抛物线的实际应用题,设抛物线的标准方程后,根据题设条件,可确定抛物线上一点坐标,从而求出p值.
解:如图,在探照灯的轴截面所在平面内建立直角坐标系,使反光镜的顶点(即抛物线的顶点)与原点重合,x轴垂直于灯口直径.
设抛物线的标准方程是 (p>0).
由已知条件可得点A的坐标是(40,30),代入方程,得,
即
所求的抛物线标准方程为.
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