《雙曲線的簡(jiǎn)單幾何性質(zhì)》省優(yōu)質(zhì)課比賽一等獎(jiǎng)教案

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1、雙曲線的簡(jiǎn)單幾何性質(zhì) 在人教版《普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書（數(shù)學(xué)選修2-1）》中，針對(duì)雙曲線的簡(jiǎn)單幾何性質(zhì)第一課時(shí)內(nèi)容，筆者從教材分析、學(xué)生分析、目標(biāo)分析、過程分析、板書設(shè)計(jì)等方面設(shè)計(jì)這一節(jié)課的教學(xué). 一、教材分析 （一）教材的地位與作用 本節(jié)課是學(xué)生在已掌握雙曲線的定義及標(biāo)準(zhǔn)方程之后，在此基礎(chǔ)上，利用雙曲線的標(biāo)準(zhǔn)方程研究其幾何性質(zhì).它是教學(xué)大綱要求學(xué)生必須掌握的內(nèi)容，也是高考的一個(gè)重要的考點(diǎn)，是深入研究雙曲線，靈活運(yùn)用雙曲線的定義、方程、性質(zhì)解題的基礎(chǔ)，更能使學(xué)生理解、體會(huì)解析幾何這門學(xué)科的研究方法，培養(yǎng)學(xué)生的解析幾何觀念，提高學(xué)生的數(shù)學(xué)素質(zhì). （二）教學(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn)的確定及依據(jù)

2、對(duì)圓錐曲線來(lái)說，雙曲線有特殊的性質(zhì)，而學(xué)生對(duì)雙曲線的簡(jiǎn)單幾何性質(zhì)及其性質(zhì)的討論方法接受、理解和掌握有一定的困難.因此，在教學(xué)過程中我把雙曲線的簡(jiǎn)單幾何性質(zhì)及其性質(zhì)的討論方法作為重點(diǎn)，充分暴露思維過程，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造性思維，通過誘導(dǎo)、分析，巧妙地導(dǎo)出了雙曲線的簡(jiǎn)單幾何性質(zhì).這樣處理將數(shù)學(xué)思想滲透于其中，學(xué)生也易接受.因此，我把雙曲線的簡(jiǎn)單幾何性質(zhì)及其性質(zhì)的討論方法作為重點(diǎn).根據(jù)本節(jié)的教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)大綱以及高考的要求，結(jié)合學(xué)生現(xiàn)有的實(shí)際水平和認(rèn)知能力，我把漸近線和離心率這兩個(gè)性質(zhì)作為本節(jié)課的難點(diǎn). 教學(xué)重點(diǎn): 雙曲線的簡(jiǎn)單幾何性質(zhì)及其性質(zhì)的討論方法. 解決辦法： 1.欣賞優(yōu)美的幾何畫板圖

3、形，以激發(fā)學(xué)生強(qiáng)烈的學(xué)習(xí)興趣； 2.利用“幾何畫板”進(jìn)行數(shù)學(xué)問題的探索以培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力. 教學(xué)難點(diǎn): 雙曲線漸近線概念與性質(zhì). 解決辦法：本節(jié)課我先選擇由教師借助“幾何畫板”，利用描點(diǎn)法畫出較為準(zhǔn)確的圖形，由學(xué)生先觀察它的直觀性質(zhì)，然后再?gòu)姆匠坛霭l(fā)給予證明. 二、學(xué)情分析與學(xué)法指導(dǎo) 學(xué)情分析：由于剛學(xué)習(xí)了橢圓有關(guān)問題，學(xué)生已經(jīng)熟悉了圖形——方程 ——性質(zhì)的研究過程，學(xué)生已基本具有由方程研究曲線性質(zhì)的能力. 學(xué)法指導(dǎo):根據(jù)本書的教學(xué)內(nèi)容及教學(xué)目標(biāo)，以及學(xué)生的認(rèn)識(shí)規(guī)律，這節(jié)課內(nèi)容是通過雙曲線方程推導(dǎo)、研究雙曲線的性質(zhì)，本節(jié)內(nèi)容類似于“橢圓的簡(jiǎn)單的幾何性質(zhì)”，教學(xué)中可以與其類比講解，

4、采用類比、聯(lián)想、啟發(fā)、引導(dǎo)、數(shù)形結(jié)合以及探索式相結(jié)合的教學(xué)和由方程研究性質(zhì)的思想方法.利用“幾何畫板”課件演示雙曲線的幾何圖形，讓學(xué)生自己進(jìn)行探究,性質(zhì)類比，找出相同點(diǎn)與不同點(diǎn)，得到類似的結(jié)論.在教學(xué)中，學(xué)生自己能得到的結(jié)論應(yīng)該讓學(xué)生自己得到，凡是難度不大，經(jīng)過學(xué)習(xí)學(xué)生自己能解決的問題，應(yīng)該讓學(xué)生自己解決，這樣有利于調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，激發(fā)他們的學(xué)習(xí)積極性，同時(shí)也有利于學(xué)習(xí)建立信心，使他們的主動(dòng)性得到充分發(fā)揮，從中提高學(xué)生的思維能力和解決問題的能力. 漸近線是雙曲線特有的性質(zhì)，我們常利用它作出雙曲線的草圖，而學(xué)生對(duì)漸近線的發(fā)現(xiàn)與證明方法的接受、理解和掌握有一定的困難.因此，在教學(xué)過程中著重

5、培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造性思維，通過誘導(dǎo)、分析，從已有知識(shí)出發(fā)，層層設(shè)（釋）疑，激活已知，啟迪思維，調(diào)動(dòng)學(xué)生自身探索的內(nèi)驅(qū)力，進(jìn)一步清晰概念（或圖形）特征，培養(yǎng)思維的深刻性. 例題的選備，可將此題作一題多變（變條件，變結(jié)論），訓(xùn)練學(xué)生一題多解，開拓其解題思路，使他們?cè)谧鲱}中總結(jié)規(guī)律、發(fā)展思維、提高知識(shí)的應(yīng)用能力和發(fā)現(xiàn)問題、解決問題能力. 三、教學(xué)目標(biāo)分析 平面解析幾何研究的主要問題之一就是：通過方程，研究平面曲線的性質(zhì).教學(xué)參考書中明確要求：學(xué)生要掌握?qǐng)A錐曲線的性質(zhì)，初步掌握曲線的方程，研究曲線的幾何性質(zhì)的方法和步驟.根據(jù)這些教學(xué)原則和要求，以及學(xué)生的學(xué)習(xí)現(xiàn)狀，我制定了本節(jié)課的教學(xué)目標(biāo).

6、 (一)知識(shí)與技能：通過類比探究，掌握雙曲線的幾何性質(zhì)，進(jìn)一步完善對(duì)雙曲線的認(rèn)知結(jié)構(gòu)，提高猜想能力，合情推理能力，培養(yǎng)發(fā)現(xiàn)問題、提出問題的意識(shí)和數(shù)學(xué)交流能力. ①使學(xué)生能運(yùn)用雙曲線的標(biāo)準(zhǔn)方程討論雙曲線的范圍、對(duì)稱性、頂點(diǎn)、離心率、漸近線等幾何性質(zhì)； ②掌握雙曲線標(biāo)準(zhǔn)方程中的幾何意義，理解雙曲線的漸近線的概念及證明，能運(yùn)用雙曲線的幾何性質(zhì)解決雙曲線的一些基本問題. ③使學(xué)生進(jìn)一步掌握利用方程研究曲線性質(zhì)的基本方法，加深對(duì)直角坐標(biāo)系中曲線與方程的概念的理解. (二)過程與方法：通過對(duì)問題的類比探究活動(dòng)，讓學(xué)生類比已知的知識(shí)，通過觀察、推導(dǎo)、形成新知識(shí)，進(jìn)一步理解坐標(biāo)法中根據(jù)曲線的方程研究曲

7、線的幾何性質(zhì)的一般方法，領(lǐng)悟其中所蘊(yùn)涵的數(shù)學(xué)思想. (三)情感態(tài)度與價(jià)值觀：通過類比探究體驗(yàn)挫折的艱辛與成功的快樂，激發(fā)學(xué)習(xí)熱情，逐步培養(yǎng)正確的數(shù)學(xué)觀、創(chuàng)新意識(shí)和科學(xué)精神. 四、教學(xué)方法與教學(xué)手段 （一）教學(xué)方法 1.以類比思維作為教學(xué)的主線. 2.以自主探究作為學(xué)生的學(xué)習(xí)方式. 我采用類比、聯(lián)想、啟發(fā)、引導(dǎo)、數(shù)形結(jié)合以及探索式相結(jié)合的教學(xué)和由方程研究性質(zhì)的思想方法.利用“幾何畫板”課件演示雙曲線的幾何圖形，讓學(xué)生邊觀察，邊類比，邊比較，總結(jié)雙曲線的五個(gè)性質(zhì)，并將其幾何性質(zhì)與橢圓的性質(zhì)類比，找出相同點(diǎn)與不同點(diǎn).在解決相關(guān)問題時(shí)，作出草圖能幫助學(xué)生提高解決問題的準(zhǔn)確性. （二）教

8、學(xué)手段 本節(jié)課使用多媒體，借助“幾何畫板”利用描點(diǎn)法較為精確地畫出雙曲線，便于學(xué)生觀察幾何性質(zhì)，使觀察出的結(jié)論讓學(xué)生信服.動(dòng)畫演示、動(dòng)手實(shí)驗(yàn)，“幾何畫板”有效運(yùn)用,多媒體課件. 五、教學(xué)程序設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)思路： 復(fù)習(xí)橢圓的幾何性質(zhì) 類比 雙曲線的幾何性質(zhì) 特有的幾何性質(zhì)（從特殊到一般的規(guī)律探索） 雙曲線的漸近線的發(fā)現(xiàn)及證明

9、 加強(qiáng)應(yīng)用 深化知識(shí)、鞏固提高 教學(xué)過程： （一）情境設(shè)置 1.橢圓的簡(jiǎn)單幾何性質(zhì)有哪些 ？研究方法是什么？ （范圍、對(duì)稱性、頂點(diǎn)、離心率） 研究方法是：通過方程來(lái)研究圖形的幾何性質(zhì). 2.你能說出橢圓的幾何性質(zhì)嗎？ ?。▽W(xué)生回答）教師用投影顯示右表. 3.雙曲線是否具有類似的性質(zhì)? 由此引出課題. （二）探索研究 1.讓學(xué)生探討雙曲線的幾何性質(zhì)：范圍、對(duì)稱性、頂點(diǎn)、離心率． 學(xué)生：自我思考→得出初步結(jié)論→小組討論→得出滿意結(jié)論→回答所得結(jié)論（“幾何畫板”演示探究與大家交流） 教師：?jiǎn)l(fā)誘導(dǎo)→點(diǎn)撥釋疑→補(bǔ)充完善.

10、并將性質(zhì)列表如下： （教師說明實(shí)軸、虛軸、實(shí)半軸長(zhǎng)、虛半軸長(zhǎng)）． 2.漸近線的發(fā)現(xiàn)與論證: 我們能較為準(zhǔn)確地畫出曲線 ，這是為什么？（因?yàn)楫?dāng)雙曲線伸向遠(yuǎn)處時(shí)，它與 x軸、 y軸無(wú)限接近）此時(shí)，x軸、 y軸叫做曲線的漸近線． 問：雙曲線有沒有漸近線呢？如果有，又該是怎樣的直線呢？ 　引導(dǎo)猜想：在研究雙曲線范圍時(shí)，由雙曲線標(biāo)準(zhǔn)方程可解出： . 當(dāng) 無(wú)限增大時(shí)， 就無(wú)限趨近于零，也就是說，這時(shí)雙曲線 與直線 無(wú)限接近．（引導(dǎo)學(xué)生分析、猜想） 這使我們有理由猜想直線為雙曲線的漸近線． 直線 恰好是過實(shí)軸端點(diǎn)、，虛軸端點(diǎn)、，作平行于坐標(biāo)軸的直線，，所成的矩形的兩條對(duì)角線，那么，

11、如何證明雙曲線上的點(diǎn)的沿曲線向遠(yuǎn)處運(yùn)動(dòng)時(shí)，與漸近線越來(lái)越接近呢？ 　顯然，只要考慮雙曲線在第一象限就可以了.學(xué)生探討證明方法，教師可給予適當(dāng)提示，尋找不同證明方法（“幾何畫板”演示推理過程）實(shí)際證法：如圖，設(shè)為漸近線上與 有相同橫坐標(biāo)的點(diǎn)，于是. 　　　　 　　　　. 　　點(diǎn)沿曲線向遠(yuǎn)處運(yùn)動(dòng)，隨著增大，逐漸減小，于是也逐漸減?。? 解決了雙曲線向遠(yuǎn)處伸展時(shí)的趨向問題，從而可較準(zhǔn)確地畫出雙曲線，比如畫，先作雙曲線矩形，畫出其漸近線，就可隨手畫出比較精確的雙曲線． 3.離心率的幾何意義： 問：橢圓的離心率反映橢圓的圓扁程度，那么雙曲線的離心率有何幾何意義呢？ 由,， 可得 .

12、 越?。ń咏?） 越接近于 雙曲線開口越小（扁狹）. 越大 越大（即漸近線的斜率的絕對(duì)值就大）雙曲線的形狀就從扁狹逐漸變得開闊.由此可知，雙曲線的離心率越大，它的開口就越闊. 4.說出雙曲線的幾何性質(zhì).（幻燈片演示） （三）講解范例 例1.求雙曲線9x2－16y2=144的實(shí)半軸長(zhǎng)和虛半軸長(zhǎng)、頂點(diǎn)和焦點(diǎn)坐標(biāo)、漸近線方程、離心率. 變式：求雙曲線9y2－16x2=144的實(shí)半軸長(zhǎng)和虛半軸長(zhǎng)、頂點(diǎn)和焦點(diǎn)坐標(biāo)、漸近線方程、離心率. 例2．雙曲線型自然通風(fēng)塔的外形，是雙曲線的一部分繞其虛軸旋轉(zhuǎn)所成的曲面（如圖），它的最小半徑為12 m，上口半徑為13 m，下口半徑為25m，高55

13、 m，選擇適當(dāng)?shù)淖鴺?biāo)系，求出此雙曲線的方程（精確到1 m）. 解：如圖，建立坐標(biāo)系，使小圓的直徑在軸上，圓心與原點(diǎn)重合；這時(shí)，上、下口的直徑平行于軸，且，；設(shè)曲線的方程為：. 令點(diǎn)的坐標(biāo)為，則點(diǎn)的坐標(biāo)為，因?yàn)辄c(diǎn)在雙曲線上，所以 化簡(jiǎn)，得,解得. ∴所求雙曲線的方程為. （四）隨堂練習(xí) 基礎(chǔ)練習(xí)： 1.求下列雙曲線的實(shí)半軸長(zhǎng)和虛半軸長(zhǎng), 焦點(diǎn)坐標(biāo),頂點(diǎn)坐標(biāo),離心率,漸近線的方程. . 2.求頂點(diǎn)在x軸上,兩頂點(diǎn)間的距離為8,離心率e=的雙曲線的標(biāo)準(zhǔn)方程. 3.雙曲線實(shí)軸長(zhǎng)與虛軸長(zhǎng)之和等于其焦距的倍,且一個(gè)頂點(diǎn)坐標(biāo)為 (0, 2), 則雙

14、曲線的標(biāo)準(zhǔn)方程為 . 4.雙曲線的一條漸近線方程為, 且過點(diǎn) P (3,),則它的標(biāo)準(zhǔn)方程 是 . 歷年高考： 1.（2006年高考題）設(shè)雙曲線的焦點(diǎn)在x軸上，兩條漸近線為 ，則該雙曲線的離心率是 . 2.（2008年高考題）若雙曲線的漸近線方程為y=3x，它的一個(gè)焦點(diǎn)是 , 則雙曲線的方程是 . （五）總結(jié)提煉　　 （1）通過本節(jié)學(xué)習(xí)，要求學(xué)生熟悉并掌

15、握雙曲線的幾何性質(zhì)，尤其是雙曲線的漸近線方程及其“漸近”性質(zhì)的證明，并能簡(jiǎn)單應(yīng)用雙曲線的幾何性質(zhì)； （2）雙曲線的幾何性質(zhì)總結(jié)(學(xué)生填表歸納).雙曲線的幾何性質(zhì)與橢圓的幾何性質(zhì)有不少相同或類似之處，要注意它們的區(qū)別與聯(lián)系，不能混淆，列表如下： 橢圓 雙曲線 方程 、 、 的關(guān)系 圖形 范圍 對(duì)稱性 對(duì)稱軸： 軸、 軸 對(duì)稱中心：原點(diǎn) 對(duì)稱軸： 軸、 軸 對(duì)稱中心：原點(diǎn) 頂點(diǎn) 、 、 長(zhǎng)軸長(zhǎng) ，短軸長(zhǎng) 、 實(shí)軸長(zhǎng) 虛軸長(zhǎng) 離心率 漸近線 無(wú) 有兩條，其方程為 （六）布置作業(yè) 課本P.61習(xí)題.3，4，鞏固并掌握課上所學(xué)的知識(shí). 第 9 頁(yè) 共 9 頁(yè)