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數學《雙曲線的幾何性質》教案設計

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  雙曲線的幾何性質(第1課時)

㈠課時目標

數學《雙曲線的幾何性質》教案設計

1.熟悉雙曲線的幾何性質。

2.能理解離心率的大小對雙曲線形狀的影響。

3.能運用雙曲線的幾何性質或圖形特徵,確定焦點的位置,會求雙曲線的標準方程。

㈡教學過程[情景設定]

敘述橢圓 的幾何性質,並填寫下表:方程性質

影象(略)範圍-a≤x≤a,-b≤y≤b對稱性對稱軸、對稱中心頂點(±a,0)、(±b,0)離心率e=(幾何意義)

[探索研究]1.類比橢圓 的幾何性質,探討雙曲線 的幾何性質:範圍、對稱性、頂點、離心率。 雙曲線的實軸、虛軸、實半軸長、虛半軸長及離心率的定義。雙曲線與橢圓的幾何性質對比如下: 方程性質

影象(略) (略)範圍-a≤x≤a,-b≤y≤bx≥a,或x≤-a,y∈R對稱性對稱軸、對稱中心對稱軸、對稱中心頂點(±a,0)、(±b,0)(-a,0)、(a,0)離心率0<e=<1e=>1

下面繼續研究離心率的幾何意義:(a、b、c、e關係:c2=a2+b2, e=>1)

2.漸近線的發現與論證根據橢圓的上述四個性質,能較為準確地把 畫出來嗎?(能)根據上述雙曲線的四個性質,能較為準確地把 畫出來嗎?(不能)通過列表描點,能把雙曲線的頂點及附近的點,比較精確地畫出來,但雙曲線向何處伸展就不很清楚。我們能較為準確地畫出曲線y=,這是為什麼?(因為當雙曲線伸向遠處時,它與x軸、y軸無限接近)此時,x軸、y軸叫做曲線y=的漸近線。問:雙曲線 有沒有漸近線呢?若有,又該是怎樣的直線呢?引導猜想:在研究雙曲線的範圍時,由雙曲線的標準方程可解出:y=± =± 當x無限增大時, 就無限趨近於零,也就是說,這是雙曲線y=± 與直線y=± 無限接近。這使我們猜想直線y=± 為雙曲線的漸近線。直線y=± 恰好是過實軸端點A1、A2,虛軸端點B1、B2,作平行於座標軸的直線x=±a, y=±b所成的矩形的.兩條對角線,那麼,如何證明雙曲線上的點沿曲線向遠處運動時,與漸近線越來越接近呢?顯然,只要考慮第一象限即可。證法1:如圖,設M(x0,y0)為第一象限內雙曲線 上的仍一點,則y0= ,M(x0,y0)到漸近線ay-bx=0的距離為:∣MQ∣= == . 點M向遠處運動, x0隨著增大,∣MQ∣就逐漸減小,M點就無限接近於 y=故把y=± 叫做雙曲線 的漸近線。

3.離心率的幾何意義∵e=,c>a, ∴e>1由等式c2-a2=b2,可得 ===e越小(接近於1) 越接近於0,雙曲線開口越小(扁狹)e越大 越大,雙曲線開口越大(開闊)

4.鞏固練習 求下列雙曲線的漸近線方程,並畫出雙曲線。 ①4x2-y2=4 ②4x2-y2=-4 已知雙曲線的漸近線方程為x±2y=0,分別求出過以下各點的雙曲線方程 ①M(4, ) ②M(4, )[知識應用與解題研究]例 1 求雙曲線9y2-16x2=144的實半軸長和虛半軸長、焦點座標、離心率、漸近線方程。例2 雙曲線型自然通風塔的外形,是雙曲線的一部分繞其虛軸旋轉而成的曲面,如圖;它的最小半徑為12m,上口半徑為13m,下口半徑為25m,高為55m,選擇適當的座標系,求出此雙曲線的方程(精確到1m)

㈣提煉總結

1.雙曲線的幾何性質及a、b、c、e的關係。

2.漸近線是雙曲線特有的性質,其發現證明蘊含了重要的數學思想與數學方法。

3.雙曲線的幾何性質與橢圓的幾何性質類似點和不同點。