范文一:直线和抛物线相交中弦的问题学案
直线和抛物线相交中弦的问题学案 一、完成下表:
标准方程 2222 ypxp,,,20xpyp,,20xpyp,,,20ypxp,,20,,,,,,,,
图形 焦半径长 焦点弦 (弦长)
通径
2yx,4问题1:点与抛物线的位置关系, 1,0,,
2yx,4问题2:过点的直线与抛物线的位置关系, 1,0,,
2yx,4问题3:所有过的直线与抛物线相交所形成的弦中,最短的弦长为______ 1,0,,
2yx,4例1:直线过点,斜率为1,求直线与抛物线相交所得的弦长和弦中点。 1,0ll,,
2yx,4变式(1):直线过点,与抛物线相交所得的弦长为8,求直线的斜率k,1,0ll,,
弦中点。
2变式(2):直线过点,斜率为1,直线与抛物线相交所得弦为AB,1,0ypxp,,20ll,,,,且AB中点的横坐标为3,求抛物线的标准方程和弦长。
2yx,4例2:直线过点,斜率为1,求直线与抛物线相交所得的弦长和弦中点。 3,1ll,,
尝试编题:
2ypxp,,2(0)例3:过抛物线的焦点,作一直线交抛物线于A、B两点,以AB为直径
的圆与抛物线的准线相切于点C(-2,-2)
求(1)抛物线的方程;
(2)直线AB的方程;
(3)圆的方程。
范文二:课题:直线和抛物线相交中弦的问题
数学课堂教学有效性因素探析
一节有效、高效的数学课应该是和谐的、生成的、变动的,是令人倾心神往的。学生如沐浴春分,是启迪智慧、引领生成的。下面就一节公开课《直线和抛物线相交中弦的问题》为例来谈谈自己对有效数学课堂谈一些想法:这节课是在学生掌握抛物线的定义,标准方程,几何性质,直线和抛物线的位置关系的基础上,进一步探究直线和抛物线相交中的弦长和弦中点问题。教学过程如下:
(一)情景设置
复习回顾:1、抛物线的定义(教师提问,并在黑板上画出图像)
2、用坐标表示焦半径,焦点弦,通径(以焦点在x轴的正半轴上为例)(教师板
书)
2yx,4:点与抛物线的位置关系,(几何画板演示) 问题11,0,,
2yx,4问题2:过点的直线与抛物线的位置关系,(几何画板演示) 1,0,,
【设计意图】焦半径,焦点弦,通径在抛物线的性质中已推导过,但如果直接提问让学生回答,有的学生未必能理解的记住,通过复习定义找到知识的生长点,而不是教师让学生去死记的。问题1的设计是想渗透经过抛物线内部一点的直线和抛物线始终是相交的。从而引出直线和抛物线相交中弦长,弦中点等相关的问题。
2yx,4问题3:所有过的直线与抛物线相交所形成的弦中,最短的弦长为______ 1,0,,
(二)例题分析
2yx,4例1:直线过点,斜率为1,求直线与抛物线相交所得的弦长和弦中点。 1,0ll,,
(要求学生先做,然后根据学生解答情况请学生回答,教师板书,之后请学生分析已知
什么,要求什么)
2yx,4变式(1):直线过点,与抛物线相交所得的弦长为8,求直线的斜率k,1,0ll,,
弦中点。
2变式(2):直线过点,斜率为1,直线与抛物线相交所得弦为AB,1,0ypxp,,20ll,,,,
且AB中点的横坐标为3,求抛物线的标准方程和弦长。
【设计意图】变式(1)(2)学生动手做,之后师生共同点评,并分析每个变式的已知和未知,启发学生总结题中涉及到的四个量(教师板书),并总结一般解题思路。 问题:若将特殊点(1,0)改为(3,1)会怎样呢,
2yx,4例2:直线过点,斜率为1,求直线与抛物线相交所得的弦长和弦中点。 3,1ll,,
【设计意图】通过变点,将特殊的焦点弦推广到一般弦,请学生去完成,体会两者的联系。对于焦点弦可以用焦点弦公式,也可以用弦长公式,而一般弦则只能用弦长公式。解题思路是相同的。分析已知和未知,推出知二求二。
(三)尝试编题
问题:你能根据这几个量的关系设计一个题目来考考你的同桌吗,
(教师巡视,找出几个典型写在黑板上,共同探究能否做的出来。)
以两个学生为示范,师生共同探讨是否合理。
其中学生编了这样一个题:
(四)小结与反思
本节课我们对直线和抛物线相交中的弦的问题进行了专题研讨,弄清了直线,抛物线,弦长,弦中点四个要素之间的关系。要学会解题后的反思,寻找问题间的联系,学会举一反三,多题一解和多解归一。
(五)布置作业
思考:本节课探讨的四个要素之间知二求二的关系可以推广到直线和圆,椭圆,双曲线吗,课后同学分析讨论。
这节课充分发挥了教师的主导作用,体现在教师设计的问题链由浅入深,层层递进,富有探究挑战性。也充分体现了学生的主体地位,如教学中保证学生充足的思考时间,使学生通过动脑、动手、动手,很好的调动了学生学习的积极性,受到了较好的教学效果。从中也给了我很多启示:
一、数学课教师讲什么,该如何讲
要搞清数学课该什么,首先得搞清不该讲什么。
二、数学课学生学什么,该如何学
三、学生能力的生长点建在何处
1、培养学生学会学习的习惯—反思、概括、提炼
2、
四、探究该如何把握适度性
五、如何体现数学理性思想和数学本质
六、如何推动学生思维的展开
一、教学目标
1、知识与技能:掌握直线和抛物线相交中,有关直线,抛物线,弦长,弦中点四个量之间的关系。
2、过程与方法:让学生经历探究直线,抛物线,弦长,弦中点四者之间的关系,体会变式训练的价值,学会举一反三。
3、情感态度价值观:激发学生参与的热情,体会数学研究的快乐,培养学生抽象概括的能力。
二、教学重点:直线,抛物线,弦长,弦中点四者之间的关系。
三、教学难点:
1、直线,抛物线,弦长,弦中点四者之间的关系;
2、编题训练。
四、教学方法:
先让学生求解过焦点的弦长,弦中点,及其变式变式训练,从中体会多解归一,进而探究出直线,抛物线,弦长,弦中点四者之间的关系,然后推广到一般弦的变式训练,在变式练习中训练学生的思维,培养学生的抽象概括能力,让学生去体验如何编题。 五、教学过程
范文三:椭圆与抛物线
北 京 四 中
高中数学高考综合复习
专题二十一 椭圆与双曲线 一、知识网络
二、高考考点
1. 椭圆与双曲线的定义、标准方程与几何性质;
2. 有关圆锥曲线的轨迹(或轨迹方程)的探求;
3. 直线与圆锥曲线的问题:对称问题;最值问题;范围问题等;
4. 圆锥曲线的探索性问题或应用问题;
5. 以圆锥曲线为主要内容的综合问题;
6. 数形结合、等价转化、分类讨论等数学思想方法以及数学学科能力、一般思维能力等基本能力。
三、知识要点 (一) 椭圆
Ⅰ 定义与推论 1、定义1的的认知 设M
为椭圆上任意一点,
分别为椭圆两焦点,
分别为椭圆长轴端点,则
有
(1)明朗的等量关系: (解决双焦点半径问题的首选公式)
(2)隐蔽的不等关系: ,
(寻求某些基本量取值范围时建立不等式的基本依据)
2、定义2的推论
根据椭圆第二定义,
设
为椭圆 上任意一点,别为椭圆左、右焦点,则有:
(d 1为点M 到左准线l 1的距离)
(d 2为点M 到右准线l 2的距离)
由此导出椭圆的焦点半径公式:
Ⅱ 标准方程与几何性质 1、椭圆的标准方程
中心在原点,焦点在x
轴上的椭圆标准方程 ①
中心在原点,焦点在y
轴上的椭圆标准方程
②
(1)标准方程①、②中的a 、b 、c
具有相同的意义与相同的联系:
(2
)标准方程①、②统一形式:
2
、椭圆 的几何性质
分
(1
)范围:
(有界曲线)
(2)对称性:关于x 轴、y 轴及原点对称(两轴一中心,椭圆的共性)
(3
)顶点与轴长:顶点予a 、b 名称与几何意义)
,长轴2a ,短轴2b (由此赋
(4
)离心率:
(5)
刻画椭圆的扁平程度
准线:左焦点
对应的左准线
右焦点
对应的右准线
椭圆共性:两准线垂直于长轴;两准线之间的距离为
;
中心到准线的距离为
Ⅲ 挖掘与引申
;焦点到相应准线的距离为 .
1、具特殊联系的椭圆的方程
(1
)共焦距的椭圆的方程
且
(2
)同离心率的椭圆的方程
且
2、弦长公式:
设斜率为k 的直线l
与椭圆交于不同两点 ,
则 ;
或
(二)双曲线 Ⅰ、定义与推论 1.定义1的认知
。
设M
为双曲线上任意一点,点,则有:
(1)明朗的等量关系:
(2)隐蔽的不等关系:
2.定义2的推论
分别为双曲线两焦点, 分别为双曲线实轴端
(解决双焦点半径问题的首选公式)
,
(寻求某些基本量的取值范围时建立不等式的依据)
设右焦点,则有
为双曲线
上任意上点, 分别为双曲线左、
,其中, 为焦点
到相应准线l i
的距离
推论:焦点半径公式 当点M
在双曲线右支上时, 当点M
在双曲线左支上时,
Ⅱ、标准方程与几何性质 3.双曲线的标准方程
;
。
中心在原点,焦点在x
轴上的双曲线标准方程为
①
中心在原点,焦点在y
轴上的双曲线标准方程为
(1)标准方程①、②中的a 、b 、c
具有相同的意义与相同的联系:
②
(2
)标准方程①、②的统一形式:
或:
(3
)椭圆与双曲线标准方程的统一形式:
4
.双曲线 (1
)范围:
的几何性质
(2)对称性:关于x 轴、y 轴及原点对称(两轴一中心)
(3)顶点与轴长:顶点
(由此赋予a,b 名称与几何意义)
(4
)离心率:
(5)
准线:左焦点
对应的左准线
;右焦点
对应的右准线
双曲线共性:准线垂直于实轴;
两准线间距离为 ;
中心到准线的距离为
;
焦点到相应准线的距离为
(6
)渐近线:双曲线 的渐近线方程:
Ⅲ、挖掘与延伸
1.具有特殊联系的双曲线的方程
对于双曲线 (※)
(1)当λ+μ为定值时,(※)为共焦点的双曲线(系)方程:c 2=λ+μ;
(2)
当
为定值时,(※)为共离心率亦为共淅近线的双曲线(系)方程: ;
(3
)以直线 为渐近线的双曲线(系)方程为:
特别:
与双曲线
(左边相同,区别仅在于右边的常数)
2.弦长公式
设斜率为k 的直线l
与双曲线交于不同两点
共渐近线的双曲线的方程为:
则
经典例题 1、
(1)
若椭圆 的一个焦点是(-2,0),则a 等于 。
(2
)已知椭圆
的焦点为F 1、F 2,点P
是其上的动点,当
为钝角时,
点P 的横坐标的取值范围为 。
分析:
(1)从此椭圆的标准方程切入。
由题设知已知得:
这里
由此解得
(2)这里a=3, b=2, c=
①
∴以线段F 1F 2
为直径的圆的方程为
设
又由 ∴
,则由点P
在椭圆上得:
为钝角得: ②
∴
由①、②联立,解得:
∴ 所求点P
横坐标的取值范围为
点评:注意到点P 对
的大小的影响可用点P
与圆
推出
相对位置关系来反
的范围,请同学们尝试和比
映,故选择这一解法。当然,本题亦可由较。
2、
已知
为椭圆的两个焦点,过
的直线交椭圆于P 、Q
两点,
且
,求椭圆的离心率。
分析:不防设椭圆方程为 , 为等腰直角三角形,注意
到这一三角形含有点P 、Q 处的两条焦点半径,故想到利用椭圆第一定义构建有关方程。
解:设椭圆方程为
设
,则由
为等腰
得:
又由椭圆第一定义得
∴
∴
即
注意到 ∴
∴
即
的周长为4a
① 为
,
② ②′
因此,①代入②′得
由此解得 ∴
点评:这里对条件 运用颇为充分:两次运用椭圆定义,第一次用于导出①,第二项用于导
出②;两次运用用
为
条件:第一次利用
为等腰
表示出
,第二次利
导出②′。充分利用题设条件,也是解题成功的保障之一。
3、
已知双曲线
,
成等比数列且
的左、右两个焦点为
,求双曲线方程。
,P
为双曲线上的点,又
分析:这里要求b
的值。注意到的方程或不等式。由题设得
,为了求b ,首先需要从题设条件入手寻找关于b ,为便于将其设为关于b 的方程,考虑推导并利
用双曲线的焦点半径公式。因此,解题便以判定点P 位置拉开序幕。
解:这里
∵
,即
(4的特殊性) ,
∴ 点P 在双曲线右支上
设点
,则由双曲线第二定义以及点P 在双曲线右支上得
又由题设得 ∴
①代入②得
再注意到由 ∴
∴
即
于是③、④得 而
①
②
③
得,
④
⑤
,所以由⑤得b=1
因此,所求双曲线方程为:
点评:这里对已知条件
的两次运用:第一次“粗”用,利用4=2a的特殊性判定点P
(将4作为一般正数)导出点P 横坐标存在的
在双曲线右支上;第二次“细”
用,利用
范围:
。粗细结合,将已知条件运用得酣畅淋漓。
4、
设椭圆
的焦点为 ,P 为椭圆上一点, 的最大
值为 。
(1)求椭圆的离心率;
(2)设直线l 与椭圆交于M 、N 两点,且直线l 与圆心在原点,半径等于b 的圆相切,已知线段MN 长度的最大值为4,求椭圆方程和直线l 的方程。
分析: 中
的最大值为
的最小值为
,循着特殊
的最小值切
与一般相互依存的辩证关系,想到从在入。
解: (1
)设
则在
= , 中由余弦定理得
,
中运用余弦定理推导
,
即 ①
∴
的最小值为
又由题设知
的最大值,即
的最小值为
∴
∴
即 a=2b
∴
(2)由已知椭圆方程为
②
由题设知直线l 不垂直于x 轴 设直线l
的方程为
设
则由直线l
与圆
将③代入②得:
∴
④代入⑤得
相切得:
⑤
④
③
∴ 直线l 与椭圆相交于不同两点
又由韦达定理得: ∴
,
⑥
∴
( 当且仅当
的最大值为2b
(当
时取得) (此时
,即 时等号成立)
∴ 由题设得
) ⑦
∴ a=2b=4 ⑧
进而由④得
,即
⑨
因此,由⑦、⑧、⑨得所求椭圆方程为 直线l 的方程为
或
,
点评:这里导出的①式为此类问题的共同基础:设P 为椭圆 上任
意一点,
,则 最小值为
据此
若
的最大值为
,则 (即 );
若
的最大值为
,则
(即 );
若
的最大值为
,则
(即 )。
5、已知斜率为1的直线l
与离心率为两点,又直线l 与y 轴交于点R
,且
的双曲线
,
交于P 、Q
,求直线和双曲线方程。
分析:主要已知条件借助向量表出,故主要问题是认知已知条件,进而根据问题的具体情况进行推理或转化。
解:由
得
,
①
,直线l
的方程为
②
∴ 双曲线方程为
设
将②代入①得
对于方程③,
③ 恒成立
由韦达定理得
∵
∴
即
④ ⑤
由此得
又由题设得
,故得
⑥
∴
由④、⑥联立解得
将⑦代入⑤得
再注意到
∴
将⑦、⑧代入⑨得
解得 ∴
,
⑦
⑧ 得
⑨
⑩
因此,由①,②得所求双曲线方程为
所求直线方程为
点评:
,
(Ⅰ)关于此类直线与圆锥曲线相交的问题,对于交点坐标的处置适当与否,成为解题繁简成败的关键。于是,围绕着对交点坐标的“解”与“设”的应用选择,产生出解题策略:解而不设与设而不解;“既设又解”与“不设不解”。在这里,我们对交点P 、Q 的坐标运用的是“既设又解”,
请同学们注意品悟这里“解”的分寸的把握。
(Ⅱ)这里解题的层次分明,已知式一转化一代入一结论:
已知式(
已知式(
6、
已知
,
)→转化→代入→结论⑧;
)→转化→代入→结论⑩。
同学们应注意学习与追求这种解题的明晰与漂亮。
(1)求点P (x ,y )的轨迹C 的轨迹方程; (2)
若直线试求m 的取值范围。
分析:
对于(1),从已知条件入手,利用向量的坐标表示进行推理;
对于(2),此类关于直线与圆锥曲线相交的比较复杂的问题,要刻意向基本的弦中点或弦长问题转化。
解:
(1
)由已知得 ∴
由
得
,
与曲线C 交于A 、B 两点,D (0,-1),
且有
,
, 得
∴ 所求点P 的轨迹C
的方程为:
(2
)设
则将l 的方程代入①得
,弦AB 的中点
①
,
②
由题意得 ③
且
④
∴
即中点M
的坐标为 注意到
点D 在弦AB 的垂直平分线上
∴
∴
于是将⑤代入③得
( , 且
, 且
)
) ⑤ 或
⑥
此时再注意到由⑤得
(关于k 的二次函数隐含范围的发掘)
⑦
于是由⑥、⑦所求m 的取值范围
点评:
(1
)认知已知条件
,这时将其向基本的弦长或弦中点问题转化,这是解决直
线与圆锥曲线复杂问题的基本策略之一;
(2)注意在寻求参数的取值范围的过程中,对所使用的二次函数等有关函数的值域的发掘
与运用:在这里, 为k
的二次函数,又由这里 ,故 。因此
可解关于k 的二次函数m 的取值范围:知这一些,便会导出
五、高考真题: (一)选择题
。这是本题导出正确结果的最后的屏障,不认
的错误结果。
1. 椭圆交点为P
,则
的两个焦点为 =( )
,过 作垂直于x 轴的直线与椭圆相交,一个
A.
B.
C. D. 4
分析:由已知
不防设点P 在x
轴正方,则以 代入椭圆方程得
,故得点 ,
从而
,故选C 。
2. 点P (-3,1)在椭圆 (a>b>0)的左准线上,过点P
且方向为 的
光线经过直线y=-2反射后通过椭圆的左焦点,则这个椭圆的离心率为( )
A.
B.
C.
D.
分析:运用入射光线与反射光线的物理性质,刻意运用入射光线与反射光线的性质与联系。 点P (-3,1)关于直线y=-2
的对称点为 左焦点
又方向为 的直线的斜率为
,
设入射光线与直线y=-2的交点为M ,则由入射光线与反射光线倾斜角之间的关系得
∴
∴
,
解得:c=1.
再由点P (-3,1
)在左准线上得 ,
∴
,应选A 。
3. 若动点(x ,y )在曲线 (b>0
)上变化,则 的最大值为(
A.
B.
C. D. 2b
分析:注意到曲线方程二次方程,故考虑向二次函数的最值问题转化。
由
得 ①
设 ,则
②
又由①中 得
,且②的对称轴为
(1
)当
,即 时, ;
(2
)当
,即 时, ,
于是由(1)、(2)知应选A 。
)
4.
设直线
关于原点对称的直线为
,若
与椭圆
的交点为A 、B ,P 为椭圆上的动点,
则使
的点P 的个数为( )
A. 1 B. 2 C. 3 D. 4
分析:
的方程为
的面积为
,且易知 的下方有两个满足题设条件的点。
以下考察直线 上方是否存在满足题设的点P
设在 上方且与椭圆相切于点P
的直线 的方程为
将它与椭圆方程联立,消去y 得
由△=0
得:
, 取
,
∴
与
之间的距离
∴
,
∴
直线 上方不存在满足题设的点P ② 于是由①,②知应选B 。
点评:运用数形结合的方法,解题过程变得简捷。
5.
已知双曲线 的右焦点为F ,右准线与一条渐近线交于点A
,
的面积为 (O 为原点),则两条渐近线的夹角为( )
A. 30° B. 45° C. 60° D. 90°
分析:首先着眼于寻找a ,b 的联系,由题设知F (c ,0)
,右准线方程为
,并且取
点 ,
则 ∴a=b,
,
∴双曲线为等轴双曲线,两渐近线夹角为90°, ∴应选D 。
6.
已知双曲线直线
的焦点为 ,点M 在双曲线上,
且 轴,
则 到
的距离为( )
A.
B.
C.
D.
分析:立足于计算与推理,由已知得: ∴
∴
轴, ∴
,代入椭圆方程得
, 即
∴
当点
到直线
的距离为h ,则由
∴ 应选C 。
得 ,
点评:这里线段
为半正焦弦,故 ,利用它更为方便。
7.
已知双曲线
的焦点为 ,点M
在双曲线上且 ,则点
M 到x 轴的距离为( )
A.
B.
C.
D.
分析:由已知得
∴
∵
∴
∴由①,②得
∴
设所求距离为h ,
, ,
① ,
∴
②
于是由
得 ,故选C 。
8.
已知
,若边
是双曲线
的两个焦点,以线段
为边作正
的中点在双曲线上,则双曲线的离心率为( )
A.
B.
C.
D.
分析:从认知
∵
设边 ∵
∴
的特性切入,寻找关于a ,c 的等式(或方程)
为正三角形, ∴点M 在y 轴上 的中点为P ,连结
,
,
①
,得
,
又由题设知点P 在双曲线左支上,
∴
∴ ①代入②得
②
∴
(二)填空题
,应选D 。
1.
若双曲线的渐近线方程为 。
,它的一个焦点是 ,则双曲线方程为
分析:由题设得: ∴ 由
∴
,
得
,
∴
所求双曲线方程为
2. 设双曲线
Q
两点,如果
为
的右焦点为F ,右准线l 与两条渐近线交于P 、
,则双曲线的离心率为。
分析:设右准线l 与x 轴交于点R ,则
,
又
由此解得 a=b,故得
3.
过双曲线
的左焦点且垂直于x 轴的直线与双曲线交于M 、N 两
点,以MN 为直径的圆恰好经过双曲线的右顶点,则双曲线的离心率等于 。
分析:设左焦点为
则由题意得
,右顶点为A ,
(※)
注意到MN 为双曲线的正焦弦,故
∴
由(※)得
由此解得 e=2。
4. 以下四个关于圆锥曲线的命题中 ①设A 、B 是两个定点,k 为非零常数,若
,则动点P 的轨道为双曲线;
②过定圆C 上的一定点A 作圆的动弦AB ,O 为坐标原点,若
点P 的轨迹为椭圆; ③方程
的两根可分别作为椭圆和双曲线的离心率;
,则动
④双曲线
与椭圆 有相同的焦点。
其中真命题的序号为 (写出所有真命题的序号)。
分析:对各命题依次辩析,由双曲线定义知,①中点P 轨迹是双曲线一支;对于②,点P
轨迹是椭圆上除去点A 的曲线;对于③,方程两根分别为离心率;对于④,可知是真命题,综上可知应填③、④。
(三)解答题
和2,可分别作为椭圆和双曲线的
1. 如图,点A 、B
分别是椭圆在椭圆上,且位于x 轴上方, (1)求点P 坐标;
长轴的左、右端点,点F 为椭圆右焦点,点P
(2)设M 是椭圆长轴AB 上一点,M 到直线AP 的距离等于
,求椭圆上的点到点M
的距离d 的最小值。
分析:从设点P 坐标切入,解题运用向量垂直的充要条件列方程,以解出点P 坐标。
解:
(1)这里
∴
设点
则 ∴
由
, ,
, 得
①
,
,
,
又点P 在椭圆上 ∴
∴ 将①、②联立,消去y
得
②
或
注意到 y>0
,故 ,从而
∴ 点P 坐标为
(2)由(1)知,直线AP
的方程为
设 ,则点M 到直线AP 的距离为
,
∴
由已知得 又
又设椭圆上的
,解得 m=2
,即
到点M 的距离为d ,则
∵
点评:将
,∴当 时,d
取得最小值
转化为
,从而使解题辟出另一途径。
2.
如图,已知椭圆中心在原点,焦点轴的交点为M
, (1)求椭圆方程; (2)若直线
Q 的坐标(用m 表示)
分析:
(1)以设椭圆标准方程切入; (2)从设点P 坐标切入,
易知
解:
(1)设椭圆方程为 :
。
在x
轴上,长轴 的长为4,左准线l 与x
,P 为
上的动点,使 最大的点P 记为Q ,求点
为锐角或零角,故从求 的最大值突破。
,
则 ,
∴由题意得 , 解得a=2, ,c=1
∴
所求椭圆方程为
(2
)设
;
(Ⅰ)当 时, ;
(Ⅱ)当 ∴
时,为锐角
的最大值
,
∴ 只需求出
由题意,直线 的斜率 ,
直线
的斜率
∴
当且仅当
即
时等号成立。
∴
的最大值为
(当且仅当 时取得)
注意到正切函数在 内为增函数
∴
当且仅当 此时点Q 坐标为
点评:欲求因此,欲求
时,
取得最大值
的最大值,当 为锐角时,可转化为求 的最大值。
的范围,以决定
的最大值,在进入实质性计算之前,要首先考察
这一转化是否适当。
3.
已知椭圆
的左、右焦点分别为 ,离心率为e ,直线
与x 轴、y 轴分别交于A 、B ,M 是直线l 与椭圆C 的一个公共点,P
是点
于直线l
的对称点,设 (1
)证明:
;
是等腰三角形。 。
关
(2
)确定 的值,使得
分析:
(1)从得出点A 、B 、M
的坐标切入,利用两向量相等的充要条件求解 ; (2)由题设知,l 为线段然性,
的垂直平分线,利用这一特性来判定
的特殊性或必
为钝角(可从图形受到启发)
,故只有 一种情况。由这一等式入
手并将其演变为关于e 的方程,则解题便胜利在望了。
解:
(1)证:由题设易得
,
由
解得
∴ 点M 坐标为
∴
,
∴ 由
得
故得
由此解得
(2)解:由题设知,直线l
为线段 的垂直平分线。
∴
由 ∴
知
为等腰三角形必有
为钝角
即
①
注意
表示点 到l 的距离,所以
设点 到l 的距离为d ,则
即
由此解得
∴ 由(1
)的结果得
即当
时, 为等腰三角形。
点评:充分利用本题特殊性,导出
为等腰三角形,必有且只得 ,从
而使解题避免了解点P (或点M )坐标的运算,简捷明快。
4. (2005·辽宁卷)已知椭
圆 的左、右焦点分别
为
,Q 是椭圆外的动点,满足
点,点T
在线段
上,并且满足
,
,点P
是线段
。
与该椭圆的交
(1)设x 为点P
的横坐标,证明: (2)求点T 的轨迹C 的方程;
;
(3)试问:在点T 的轨迹C 上,是否存在点M
,使
的正切值;若不存在,请说明理由。
的面积
若存在,求
分析:
(1
)要证 ,即证
由此想到利用椭圆第二定义。
(2
)设
故想到由
(3
)从设存在点
边角关系。
解:
切入,导出
的充要条件后再借助向量的运算考察
,又
入手认知点Q 运动规律。
,
(1
)设点 ,又椭圆左准线方程为
,
∴ 由椭圆第二定义得
∴
①
∵
, ∴
,
∴
②
∴
由①,②得
(2)设点T 坐标为(x ,y ), 当
当
。
时,点(a ,0)和点(-a ,0)在轨迹上。 且
时,由
得
③
又
∴
, ,
④
的中点。
∴ 由③、④知 T 为线段
在
于是由⑤
中,
,
⑤
综上,点T 的轨迹C
的方程为
(3)解:注意到轨迹C 上存在点
.
使 的充要条件为
∴ 当
时,存在点M 使 ;
当
时,不存在满足条件的点M
又当
时,
∴
又 ∴
⑥
⑦
∴
于是由⑦,⑧得:
⑧
点评:
(Ⅰ)对于(2),在一般情况下,利用题设条件与椭圆定义知图形特征是解题的关键: ①
T 为线段
中点;
②由OT
为
的中位线
(Ⅱ)对于(3),在认知题特色:由解得
的充要条件后,充分运用关于 的表达式凸显解
的两种表达式导出⑦,运用三角形面积公式导出⑧,由⑧与⑦两式相除
范文四:在讲解直线与抛物线相交所得弦长问题时,我研究了如下的教学设计
数学第三次作业
创设情境的案例
在讲解直线与抛物线相交所得弦长问题时,我研究了如下的教学设计
2yxAB,8与、引例:已知直线y=x-2 交抛物线 两点,求弦长?AB?。
(因为有了前面椭圆与双曲线的知识的铺垫,学生能马上说出联立法用弦长公式解决)
2yx,8如下, 学生1: y=x-2与联立
B
2整理得 xx,,,1240
A
xy,xy,xxxx,,,,124设A() B()由韦达定理可知, 11221212
2222()()xxyy,,,(1)[()4],,,kxxxx|AB|===12121212
22(11)(1244),,,=16
有的学生在下边小声嘀咕:还有解法,我及时鼓励,学生主动站起,得到了如我所愿的结果。
学生2:因为抛物线的焦点与直线和x轴的交点重合.所以说弦AB为经过焦点的弦,可以根据抛物线的定义解决问题(好)
ppxxxxp,,,,,, |AB|==16 121222
教师因势利导,提出以下问题
2yPx,2(1)若已知抛物线方程为,则经过焦点的弦长?AB?是多少
,,,xxp?AB? 12
(,)xy(2)若设该弦的中点的坐标为M则?AB?又是多少, 00
学生马上说出?AB?=2x+p 0
(3)若已知过焦点的弦AB=a,那么?AB? 的中点N到准线的距离是多少,
有了上面的铺垫,学生思索片刻,有人回答如下
Q B
学生3: R
N
P 过A、B、N分别作准线的垂线,垂足分别为P、Q、 A
R,由 抛物线定义知?AB?=?AN?+?BN?
=?AP?+?BQ?,NR是AP与BQ的中位线,所以
111?NR?=(?AP?+?BQ?)=?AB?=a 222
我突发奇想,提出了以下问题
问题1:如果我以N为圆心,以AB为直径作圆,那么,该圆与准线的位置关系又怎样,学生脱口而出:相切
思考:在椭圆和双曲线中以焦点弦为直径的圆与相应准线有何位置关系, 小结:以椭圆、抛物线、双曲线的焦点弦为直径的圆分别与其相应的准线相离、相切、相交。
好~我对学生们的回答给予肯定,一句由衷的赞扬,学生表现的积极性更高了。
2ypx,2例2过抛物线 (p>0)的焦点作倾斜角为的直线L,L,
与抛物线交于A、B两点,求弦长?AB?
(给学生两分钟时间进行,一位同学给出了如下答案)
p2ypx,2学生4:直线的方程为 与抛物线 联立,得yx,,tan(),2
2p2222xtanpx,,,,,,,,(tan2)tan0 4
2p(tan2),,xy,xy,xx,设A() B()由韦达定理可知,= 1122122tan,
22p(tan2),,1tan,,12p,,,xxpAB?=+p=2p(1+_)=2p= 122222tantan,,tansin,,
(有的学生不由自主的点点头,有的学生布满疑云,有的在下面嘀咕,我请嘀咕的同学之一回答)
“你有什么疑问,”我反问道
学生4;(慢慢站起)“应该讨论吧,直线的斜率为,成立应tan,有条件吧” 什么条件,”
0学生4: ,,90
那么这就意味着此题应用到。。。。
学生4:“分类讨论的数学思想~”(这次很肯定)
“应该怎样做,”
过了几分钟,该生给出了答案,而且很圆满
0如下:1)当时,?AB?=2p ,,90
2p02)当时,?AB?= ,,902,sin
0当时?AB?=2p与1)相符 ,,90
2p0综上可知?AB?=() ,,02,sin
“相当漂亮~”我再赞许,刚开始认为对的那些同学投去赞许的目光,同时也打消了另一部分学生的疑虑。
2yPx,2那么,如果我们去求过抛物线焦点的弦长时,就得到两种作题方法。
2p01.?AB?=() ,,02,sin
,,,xxp2. ?AB?(讲解时向学生申明了结论的合理运用) 12
问题3:过抛物线的焦点的弦中,弦长的取值范围是什么,
0学生5:应该有最段的,没有最长的,最段的是的时候2P。 ,,90教师总结结论:过焦点的弦中,通径最段为2P。 我顺势给出了如下的练习,学生当然做的得心应手了
2yx,41、过抛物线的焦点作直线,设于抛物线交于A、B两点,它们的横坐ll
) 标之和等于5,则这样的直线(
A、有且只有一条 B、有且只有两条 C、有无数条 D、不存在
和通径的大小就能解决 分析:比较AB
范文五:抛物线的焦点弦
抛物线的焦点弦
创新题设计
松阳一中 蔡家良
新课标下,学生学习方式的改变是教育教学发展的新方向,是培养学生的创新意识、科学精神和实验能力突破口。教师如何引导学生改变学习方式成为一个新课题。
原教材上的习题内容单调,思维方式相对死板,设计一些学习方法、思维方式开放的数学专题,让学生针对学习目标,选择与之适应的学习形式,对问题展开探讨、猜想、验证猜想,利用所得结论指导学习,提高分析问题和解决问题的能力,使学生的思维方式从平面到立体,从单一到多元,从静态发展到动态,从被动发展到主动,从封闭到开放。
高考试题:
2y,2px(p,0)高抛物线的焦点为F,经过点F的直线交抛物线于A、B两点,点C在抛物线准线上,且轴,求证:AC经过原点。 BC//x
这道题主要考查抛物线的焦点弦的性质、考查证明三点共线的思想方法,斜率法、方程法、距离法、向量法,其中平面向量解解析几何问题,能够把比较复杂的几何问题转化为简单的代数运算,能够充分体现数学中的数形结合思想。是一道很好的高考题。
为了更全面地掌握抛物线的焦点弦的相关性质、培养学生利用数形结合,方程的思想解题的能力,发展学生自主学习勇于探索的能力,设计一个专题。
2y,2px(p,0)问题:已知抛物线过焦点F的直线与抛物线交于
p(x,y)A(x,y),B(x,y)两点,是线AB的中点,抛物线的准线为分别过A、l001122
xB、P作轴的平行线,依次交于点M、N、Q连结FM、FN、FQ、AQ和BQ。
(1)试尽可能多地找出点A、B、P的纵,横6个坐标间的等量关系
(2)图中各线段的垂直关系
(3)如果允许引辅助线,你还可以发现哪些结论,
一、试尽可能多地找出点A、B、P的纵,横6个坐标间的等量关系 这是方程法解决此问题的关键,学生利用方程的思想,设AB的斜率为R,则
2,ypx,2p,AB的方程,联立方程 y,k(x,),pzykx,(,),z,
22pk222kx,(KP,2P)x,,0消去整理得 y4
?有两个交点, ?x,x是方程的两实根 ?k,012
2pxx,可得,两根之积为常数 124
222y,2px,y,2pxyy,,p又由可得 112212
二、图中各线段的垂直关系
(判断两直线垂直可以利用两直线的斜率之积为,1,或者利用两直线的方向向量之积为0,可以得到FMFN。 ,
?AQFM ?BQFN ?AQBQ ?FQAQ ,,,,
三、如果允许引辅助线,你还可以发现哪些结论,
辅助线可以是直线或圆等曲线,容易得到高考题中的:
?A、O、N三点共线 ?B、O、M三点共线
还可以发现更多的结论 ?以AB为直径的圆切线于Q点
?MN为直径的圆切AB于点F
?AQ与FM的交点,BQ与FN的交点均在轴上 y
?AN与BM相交于坐标原点
以上这样一个探讨集点弦的性质的专题,可以作为一堂课师生共同探讨,真正培养学生自主学习,勇于探索的能力,通过多设计这样的专题讨论学习,必变学生学习方式。
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