直線與橢圓的位置關系導學案
教學目標:
(1)會判斷直線與橢圓的位置關系,理解直線與橢圓相交所得的弦長公式;
(2)通過求弦長具體實例,發現求弦長的一般規律,體驗從特殊到一般的認識規律;
(3)通過幾何關系與代數運算的不斷轉化,感悟解析幾何基本思想,培養學生邏輯推理能力和運算能力.
教學重點:直線與橢圓的弦長公式探究
教學難點:從特殊到一般規律的發現,“數”和“形”之間的相互轉化.
教學過程:
教師:直線與圓有哪些位置關系?如何判斷?
學生:直線與圓的位置關系及其判定:
幾何方法: 相離、 相切、 相交.
代數方法:方程組 無解相離、有唯一解相切、有兩組解相交.
教師:由于圓的特殊性,幾何方法顯得簡單,而代數方法具有一般性.自然引出下面問題.類比直線和圓,直線與橢圓有哪些位置關系?
(板書: : ,e: )
學生:直線與橢圓有三種位置關系:相離、相切、相交.或直線與橢圓的公共點個數可能是零個、一個、兩個.
教師:當直線與橢圓沒有公共點時,稱直線與橢圓相離;當有一個公共點時,稱直線與橢圓相切,這條直線叫橢圓的一條切線;當直線與橢圓有兩個公共點時,稱直線與橢圓相交.(板書:相離、相切、相交)
板書課題:直線橢圓位置關系
教師:請大家研究下面問題如何解決
判斷出直線 與橢圓e: 的位置關系是_______
學生1:畫圖,直線與y的交點(0, 1)在橢圓內部,所以直線與橢圓相交.
學生2:由(板書) ,得 ,
,直線與橢圓相交.
教師:(學生思考解答時,教師畫出橢圓)學生1的方法簡捷明了,使得我們對問題有了直觀的認識,為什么多數同學沒有這樣解答呢?從“數形結合”是思考問題的首選。
但我們的認識不能停留在此,要進一步深入;如果將直線改為 ,在化草圖的情況下方法1就不適合了,而方法2具有一般性.(板書
消去y得 , .
時相離、 時相切、 時相交。
教師:上述問題中,設直線與橢圓交于a,b兩點,你如何求線段ab的長|ab|呢?
(學生獨立解答教師巡視)運算過程中想一想能否優化運算過程,簡化運算。
教師提示.
發現下面三種運算,請該生板書
學生1: , ;
a( , ),b( , ).
|ab|=
.
學生2: , ;
a( , ),b( , ).
|ab|=
= .
學生3: , ;
=
|ab|=
= .
教師:運算是一件既容易又困難的工作,容易是指誰都會算,困難是指算得既簡潔又準確。學生2注意到提取公因數,比學生1的算法要簡單;學生3(如果沒有學生這樣做,老師從學生2中引導出來)注意到 與 之間關系,使得要研究4個未知量的問題轉化為兩個未知量的問題。同過大家的實踐,可以發現對于直線上兩點 ,結論 。這是由于直線上點的橫縱坐標是線性變化的。
大家再仔細觀察解題過程,還能發現那些結論?
學生:在|ab|= 中, ;( )
教師:上述結論是偶然還是必然?能否推廣到一般情況使得我們連兩個未知數 都可以不求了?
學生:當直線與橢圓相交時|ab|= 成立。