内容正文:
3.1.1 椭圆(一) 教学设计
——椭圆的定义与标准方程
课型:新授课 课时:第 1 课时(本册·椭圆第1课时)
教材:人教A版·普通高中教科书 数学 选择性必修第一册
一、课标依据
① 了解椭圆的实际背景,感受椭圆在刻画现实世界和解决实际问题中的作用;经历从具体情境中抽象出椭圆模型的过程,掌握椭圆的定义、标准方程。(出处:选择性必修课程·主题三「几何与代数」·圆锥曲线;对应本课:环节二、三:椭圆的几何定义与标准方程的建立)
② 体会用代数方法(坐标法)研究曲线几何性质的「几何问题代数化」思路。(出处:选择性必修课程·主题三「几何与代数」·解析几何思想;对应本课:环节三、四:建系推导标准方程;由条件求方程)
本课核心素养锚点:数学运算(主要) 直观想象、逻辑推理(次要)。
二、教材与学情分析
是什么:本节是第三章圆锥曲线的开篇。椭圆是到两定点距离之和为定值的点的轨迹;这一节要建立它的标准方程:焦点在 轴时为 (),焦点在 轴时为 ;其中 ,两个定点叫焦点,焦距为 。
从哪来:学生在初中已认识圆(到定点距离等于定长),在必修中已掌握坐标法与圆的方程;本节把「到一点等距」推广为「到两点距离之和为定值」,是坐标法刻画曲线能力的又一次提升。
往哪去:椭圆标准方程是后续研究椭圆几何性质(范围、对称性、顶点、离心率)以及双曲线、抛物线方程的起点;掌握「建系—列式—化简」的坐标法套路,对整章圆锥曲线至关重要。
核心矛盾:重点:椭圆的几何定义;焦点在 轴、 轴两种形式的标准方程及 。
难点:① 定义中「」不可省略(等于时退化为线段、小于时轨迹不存在);② 化简根式方程时的平方消根技巧;③ 焦点位置不确定时要分类讨论或先判断。
成因:学生容易把圆的经验直接套用,忽略「两个定点」「定值大于焦距」这两个新条件。
独特价值:椭圆第一次让学生用「到两定点距离之和」这种和式约束来定义曲线,是体会解析几何「用代数方程承载几何条件」思想的典型范例。
知识/能力起点:已掌握平面直角坐标系、两点间距离公式、圆的标准方程与几何意义;具备基本的代数化简(配方、平方)能力。
认知/思维特点:对「到一点等距是圆」有直观,但对「到两点距离之和为定值」的轨迹形状缺乏想象;能接受先建系再化简,但遇到双重根号时容易畏难。
预判困难与兴趣点:① 漏写定义中的条件 ;
② 混淆 的大小与关系,误以为 ;
③ 焦点在 轴时把方程写成 ;
④ 兴趣点:用绳钉实验(两钉之间绷绳画椭圆)直观看到轨迹。
数据来源:待补充:建议以必修阶段「圆的方程」单元测试中坐标法题的得分率作为参照。
三、教学目标
1. 能用自己的话说出椭圆的几何定义:平面内到两个定点 、 的距离之和等于常数 ()的点的轨迹;能说出焦点、焦距 的含义。
布鲁姆层级:理解 | SOLO 水平:单点—多点 | 成功标准:定义判断题 4 题对 3 题及以上
2. 能推导焦点在 轴与 轴上的椭圆标准方程,记住 以及 ;能根据焦点位置正确选用方程形式。
布鲁姆层级:应用 | SOLO 水平:多点结构 | 成功标准:求标准方程题 4 题对 3 题
3. 能由已知条件(焦点位置、焦距、椭圆上一点等)求出椭圆的标准方程,并能判断所给方程是否为椭圆及其焦点所在坐标轴。
布鲁姆层级:应用/分析 | SOLO 水平:关联结构 | 成功标准:列方程求参题 3 题对 2 题及以上
目标 1 的评估证据:例 1 + 变式 1 + 当堂检测第 1、2 题;对应环节:环节二、三。
目标 2 的评估证据:例 2 + 变式 2 + 当堂检测第 3 题 + 作业 A 组;对应环节:环节三、四。
目标 3 的评估证据:例 3 + 变式 3 + 当堂检测第 4 题 + 作业 B、C 组;对应环节:环节四。
四、教学重点、难点与教学方法
重点:椭圆的几何定义;焦点在 x 轴、y 轴上的标准方程及其联系 。
难点:定义中「」必要性的理解;根式方程的化简;焦点位置的判定。
难点成因:从文字条件到代数方程的转化涉及双重根号与多次平方,学生容易在符号与结构上出错。
教法:实验引入 + 坐标法推导 + 对比归纳——先用「绳钉画椭圆」实验给出直观,再严格写出几何定义;标准方程由教师板演建系化简一次,最后用对比表把两种形式统一起来。
学法:几何直观(看轨迹)→ 代数表达(列距离和等式)→ 化简(消双重根号)——本课核心是坐标法套路,学生应重点练习「先判断焦点位置、再设对应方程形式」。
五、教学过程
环节一 情境导入:从圆到椭圆(约4分钟)
回顾:平面内到定点距离等于定长的点的轨迹是圆,其标准方程形如 (复习即可,不需重新推导)。
追问:如果把「一个定点」换成「两个定点」,把「距离等于定长」换成「到两个定点的距离之和等于定值」,轨迹还是圆吗?
演示:取两枚图钉固定为 、,用一根长度大于两钉间距的细绳套住,笔尖绷紧绳子移动——画出的封闭曲线就是椭圆。
点明:本节课的任务,就是把这个「绳钉实验」翻译成一个代数方程。
【学生活动】观察绳钉实验,口答「两定点距离之和固定时轨迹是什么」;在学案上画出两枚图钉与绳圈的位置。
【设计意图】对应目标 1。用「改一个字(点→两点,等于→和)」的对比制造认知缺口,让椭圆的定义成为圆的自然推广,而不是凭空出现。
环节二 椭圆的几何定义(约8分钟)
(1)定义:平面内与两个定点 、 的距离之和等于常数(大于 )的点的轨迹叫做椭圆。这两个定点叫做椭圆的焦点,两焦点间的距离叫做焦距,记作 。
(2)三个要点:① 和为定值 ;② 必须 (即 );③ 动点 满足 。
(3)特例讨论:若 ,轨迹是线段 ;若 ,无轨迹(这样的点不存在)。
〔缺图:zx3_1_def〕
(4)口答:已知两焦点间距离为 8,动点满足条件 ,能否构成椭圆?(能,因为 。)若和为 8 呢?(退化为线段。)
【学生活动】对照课件图 1,在学案上写出定义的三个要点;同桌互查是否漏掉了「大于焦距」这个条件。
【设计意图】对应目标 1。用特例讨论把「」从死记变为理解——它决定了轨迹到底是曲线、线段还是空集。
环节三 标准方程的建立(建系化简)(约12分钟)
(1)建系:以焦点 、 所在直线为 轴,线段 的中点为原点建立直角坐标系,则 、。设动点 满足 ()。
(2)列式:。
(3)化简(关键步骤):移项后两次平方,并利用 引入 使 ,最终得到
()。
(4)焦点在 轴:若以 、 所在直线为 轴建系,则焦点为 、,方程为
()。
(5)统一记忆:分母大的那个变量对应长轴,焦点在它所在的轴上;始终有 。
〔缺图:zx3_1_std〕
(6)例题衔接:下面两节用方程解决实际问题。
【学生活动】跟教师一起完成「移项→平方→再平方」的代数化简,注意每一步同解变形;在学案上抄写两种形式并列对比。
【设计意图】对应目标 2。化简是本课最难的一步,板演时把「为什么要引入 」讲透—— 不是随意设的,而是 自然产生的几何量(短半轴)。
环节四 例题精析(约12分钟)
例 1 已知焦点与动点求方程 已知椭圆的两个焦点分别是 、,椭圆上一点 到两焦点的距离之和为 10,求椭圆的标准方程。
【答案】。
【详解】由焦点 、 知焦点在 轴上,且 ;由距离之和为 10 知 ,故 ;于是 。代入焦点在 轴的形式得 。
【方法归纳】已知焦点坐标 → 先定焦点所在轴 → 由距离和求 → 由焦距求 → 用 求 。
变式 1 已知椭圆的两个焦点为 、,椭圆上一点到两焦点的距离之和为 12,求标准方程。
【答案】。
【详解】焦点在 轴上,,,,故方程为 。
例 2 已知 关系与焦点求方程 已知椭圆的焦点在 轴上,短半轴长 ,焦距 ,求椭圆的标准方程。
【答案】。
【详解】焦点在 轴,设方程为 ;由 得 ,由 得 ,故 ,即 ,方程为 。
变式 2 已知椭圆的焦点在 轴上,焦距为 6,且 ,求其标准方程。
【答案】。
【详解】焦点在 轴,设 ;,,则 ,故方程为 。
例 3 已知方程判断焦点位置 判断方程 是否为椭圆,若是,指出焦点在哪条坐标轴上。
【答案】是椭圆,焦点在 轴上。
【详解】两边同除以 36 得 ;分母中 ,故 对应的分母更大,焦点在 轴上(此时 ,,)。
变式 3 把方程 化为标准方程,并说明焦点位置。
【答案】,焦点在 轴上。
【详解】两边同除以 10 得 ;分母 ,故 对应分母更大,焦点在 轴上(,,)。
【学生活动】例 1 由教师板演;变式 1 同桌互批,重点核对焦点在 轴时 在 分母;例 3、变式 3 全班齐答判轴口诀「分母大者对应长轴」。
【设计意图】对应目标 2、3。三例构成「知焦点与动点 → 知 关系 → 由方程读性质」的梯度;判轴口诀把易错点变成顺口溜,降低记忆负担。
环节五 当堂检测(约4分钟)
独立完成约 3 分钟,同桌互换批改,统计错号。
检测题见《学案》「当堂检测」栏(共 4 小题),答案与详解由课件单击依次呈现。
1. 填空并判断:平面内到两个定点 、 的距离之和等于常数(要求___)的点的轨迹叫椭圆;若该常数等于 ,轨迹是___。
【答案】要求大于 (即 );轨迹是线段 。
【详解】由定义,常数必须大于两焦点间距离 (即 ),轨迹才是椭圆;若常数等于 ,动点只能落在线段 上,轨迹退化为该线段。
2. 已知椭圆的两个焦点为 、,椭圆上一点到两焦点的距离之和为 6,求椭圆的标准方程。
【答案】。
【详解】焦点在 轴,;由 得 ,,故方程为 。
3. 已知椭圆焦点在 轴上,焦距 ,且短半轴长 ,求其标准方程。
【答案】。
【详解】焦点在 轴,设 ;由 得 ,由 得 ,,故方程为 。
4. 判断方程 是否为椭圆;若是,焦点在哪条坐标轴上?
【答案】是椭圆,焦点在 轴上。
【详解】两边同除以 36,得 ;分母 , 对应分母更大,故焦点在 轴上(,,)。
【学生活动】独立作答 → 同桌互换批改 → 举手统计错号,教师只讲错得最多的那一题。
【设计意图】对应目标 1、2、3。四题分别覆盖定义条件、由焦点与动点求方程、由 求方程、由方程判轴。
环节六 课堂小结与作业布置(约3分钟)
小结一条链:几何定义(到两定点距离之和为定值且 )→ 建系化简 → 标准方程(焦点在 轴 / 轴)→ 关系 → 判轴口诀(分母大者对应长轴)。
预告:下一课时我们用这个方程研究椭圆的范围、对称性、顶点与离心率。
作业布置见下方分层作业。
【学生活动】齐答小结链条中的空缺处;把 与判轴口诀各默写一遍。
【设计意图】对应全部目标。以「一条链」收束全课,把定义与方程串成结构,并为下一课时留出接口。
教学准备——教具:多媒体课件、椭圆标准图(见课件配图)、细绳与两枚图钉;学具:学案(随堂印发)、直尺、圆规;媒体资源:课件需支持:绳钉画椭圆的动态演示、标准方程两种形式的对比卡片;实验器材:细绳(长度大于两钉间距)、图钉两枚、纸板。
六、板书设计
选型:提纲式(左侧主板书,右侧副板书)
结构:主板书(左侧,随课自上而下生成):
3.1.1 椭圆(一)
一、几何定义:动点 满足 ()
焦点 、焦距 ;特例:等于→线段,小于→无轨迹
二、标准方程(焦点在 轴):()
焦点在 轴:
三、关系:(始终 最大)
四、判轴口诀:分母大者对应长轴,焦点在其所在轴
副板书(右侧):根式方程两次平方的化简过程 + 错例纠正区(漏写 )。
与重难点的对应:左侧「一、二、三」对应教学重点;右侧「两次平方化简」对应教学难点。
呈现方式:随课逐步生成,不一次性写完;副板书的化简在环节三即时生成。
七、教学反思(预设要点,供课后填写)
目标达成情况:目标 1、2 预计达成良好;目标 3 中「由方程判轴」与「含参求方程」仍是薄弱点,估计当堂检测第 3、4 题有一定失分。
学情预判是否准确:预判的「漏写 」与「焦点在 轴写反」应在当堂检测第 1、4 题显形,是复核学情预判的关键指标。
情境与实践活动效果:绳钉实验能快速建立椭圆直观;若无实物,用课件动态演示两焦点与绳长关系同样有效。
改进设想:下一课时直接进入几何性质,可在小结时点一句「标准方程已经把 藏在分母里」,为离心率的引入埋下伏笔。
附录 本课易错警示
1. ① 漏写定义条件 (即 ):等于时轨迹退化为线段、小于时无轨迹,必须强调「大于焦距」才有椭圆。
2. ② 搞错 的关系:始终是 ( 最大),不是 的反向,也不是 。
3. ③ 焦点在 轴时仍把 写在 的分母:记住「分母大者对应长轴,焦点在长轴所在轴」,即 永远在长轴变量的分母上。
4. ④ 由方程判轴只看 字母:必须先化为标准形式(右边为 1、左边两项为正),再比较分母大小。
5. ⑤ 化简根式方程时符号错误:移项要「含一个根号的单独留一边」再平方,否则会出现交叉项。
附:分层作业(题目·答案·详解)
教材原题答案以课本配套教师教学用书为准,下列补充题为本课自编题,答案与详解附后。
说明:下面每一道题的题干之后,紧接该题的【答案】与【详解】(深红),便于投影讲评或印发;其中教材原题的答案以课本配套教师教学用书为准。
作业布置:
基础巩固——下列补充题第 1—4 题:由焦点与动点、由 关系求标准方程;由方程判轴
能力提升——下列补充题第 5—7 题:由椭圆上一点与焦点位置求方程;轨迹方程问题
思维挑战——下列补充题第 8 题:标准方程推导中的代数化简与引入 的必要性
基础巩固
1. 已知椭圆的两个焦点为 、,椭圆上一点到两焦点的距离之和为 14,求椭圆的标准方程。
【答案】。
【详解】焦点在 轴,;由 得 ,,故方程为 。
2. 已知椭圆焦点在 轴上,焦距 ,且 ,求其标准方程。
【答案】。
【详解】焦点在 轴,设 ;,,,故方程为 。
3. 判断方程 是否为椭圆;若是,指出焦点位置。
【答案】是椭圆,焦点在 轴上。
【详解】方程即 ;分母 ,故焦点在 轴上(,,)。
4. 把方程 化为标准方程,并说明焦点在哪条坐标轴上。
【答案】,焦点在 轴上。
【详解】两边同除以 6,得 ;分母 ,故焦点在 轴上(,,)。
能力提升
1. 已知椭圆过点 且与坐标轴的两个交点分别为 、,求该椭圆的标准方程。
【答案】。
【详解】由与坐标轴交点知椭圆过 、,且长轴在 轴上(因为 ),故 、,方程为 ;点 恰为右顶点,符合。
2. 已知椭圆的焦距为 4,且过点 ,焦点在 轴上,求其标准方程。
【答案】。
【详解】焦点在 轴,设 。由焦距 4 得 ,故 。代入点 得 。令 ,则 ,有 ,整理得 ,解得 或 ; 时 舍去,故 、,方程为 。
3. 已知 中,底边 固定,,顶点 满足 ,以 中点为原点、 所在直线为 轴建立坐标系,求点 的轨迹方程。
【答案】( 时表示椭圆,含端点时为线段两端,通常写作该椭圆方程)。
【详解】以 中点为原点、 为 轴,则 、,焦点即 ,焦距 ;,则 ,故轨迹方程为 ( 不与 共线,实际轨迹为该椭圆)。
思维挑战
8. 已知椭圆的两个焦点为 、,动点 满足 ()。
(1)写出以原点为中心、焦点在 轴上的椭圆标准方程的推导中「第一次平方」后得到的等式;
(2)说明为什么必须引入 满足 才能把方程化为最简形式。
【答案】(1)移项平方后可得 ;(2)见详解(令 即可约去公因子得到标准形式)。
【详解】(1)由 两边平方并整理,再移项一次平方,最终可化为 。
(2)因为 ,所以 ,记 (),上式变为 ,两边同除以 即得 ; 正是椭圆的短半轴长,几何意义明确。
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3.1.1 椭圆(一)
——椭圆的定义与标准方程
第三章 圆锥曲线
人教A版·普通高中教科书 数学 选择性必修第一册
新授课 第 1 课时(本册·椭圆第1课时)
对应目标 1。用「改一个字(点→两点,等于→和)」的对比制造认知缺口,让椭圆的定义成为圆的自然推广,而不是凭空出现。
学习目标
1
能用自己的话说出椭圆的几何定义:平面内到两个定点 、 的距离之和等于常数 ()的点的轨迹;能说出焦点、焦距 的含义。
能推导焦点在 轴与 轴上的椭圆标准方程,记住 以及 ;能根据焦点位置正确选用方程形式。
能由已知条件(焦点位置、焦距、椭圆上一点等)求出椭圆的标准方程,并能判断所给方程是否为椭圆及其焦点所在坐标轴。
60 秒速读:让学生知道本课结束时要能做什么。
情境导入:从圆到椭圆
2
回顾:平面内到定点距离等于定长的点的轨迹是圆,其标准方程形如 (复习即可,不需重新推导)。
追问:如果把「一个定点」换成「两个定点」,把「距离等于定长」换成「到两个定点的距离之和等于定值」,轨迹还是圆吗?
演示:取两枚图钉固定为 、,用一根长度大于两钉间距的细绳套住,笔尖绷紧绳子移动——画出的封闭曲线就是椭圆。
点明:本节课的任务,就是把这个「绳钉实验」翻译成一个代数方程。
[4′] 对应目标 1。用「改一个字(点→两点,等于→和)」的对比制造认知缺口,让椭圆的定义成为圆的自然推广,而不是凭空出现。
椭圆的几何定义
3
(1)定义:平面内与两个定点 、 的距离之和等于常数(大于 )的点的轨迹叫做椭圆。这两个定点叫做椭圆的焦点,两焦点间的距离叫做焦距,记作 。
(2)三个要点:① 和为定值 ;② 必须 (即 );③ 动点 满足 。
[8′] 对应目标 1。用特例讨论把「$2a>|F,,1,,F,,2,,|$」从死记变为理解——它决定了轨迹到底是曲线、线段还是空集。
椭圆的几何定义
4
(3)特例讨论:若 ,轨迹是线段 ;若 ,无轨迹(这样的点不存在)。
[8′] 对应目标 1。用特例讨论把「$2a>|F,,1,,F,,2,,|$」从死记变为理解——它决定了轨迹到底是曲线、线段还是空集。
椭圆的几何定义
5
(4)口答:已知两焦点间距离为 8,动点满足条件 ,能否构成椭圆?(能,因为 。)若和为 8 呢?(退化为线段。)
[8′] 对应目标 1。用特例讨论把「$2a>|F,,1,,F,,2,,|$」从死记变为理解——它决定了轨迹到底是曲线、线段还是空集。
标准方程的建立(建系化简)
6
(1)建系:以焦点 、 所在直线为 轴,线段 的中点为原点建立直角坐标系,则 、。设动点 满足 ()。
(2)列式:。
(3)化简(关键步骤):移项后两次平方,并利用 引入 使 ,最终得到
()。
(4)焦点在 轴:若以 、 所在直线为 轴建系,则焦点为 、,方程为
()。
[12′] 对应目标 2。化简是本课最难的一步,板演时把「为什么要引入 $b$」讲透——$b$ 不是随意设的,而是 $b^^2^^=a^^2^^-c^^2^^$ 自然产生的几何量(短半轴)。
标准方程的建立(建系化简)
7
(5)统一记忆:分母大的那个变量对应长轴,焦点在它所在的轴上;始终有 。
[12′] 对应目标 2。化简是本课最难的一步,板演时把「为什么要引入 $b$」讲透——$b$ 不是随意设的,而是 $b^^2^^=a^^2^^-c^^2^^$ 自然产生的几何量(短半轴)。
标准方程的建立(建系化简)
8
(6)例题衔接:下面两节用方程解决实际问题。
[12′] 对应目标 2。化简是本课最难的一步,板演时把「为什么要引入 $b$」讲透——$b$ 不是随意设的,而是 $b^^2^^=a^^2^^-c^^2^^$ 自然产生的几何量(短半轴)。
例题精析
9
例 1 已知焦点与动点求方程 已知椭圆的两个焦点分别是 、,椭圆上一点 到两焦点的距离之和为 10,求椭圆的标准方程。
【答案】。
【详解】由焦点 、 知焦点在 轴上,且 ;由距离之和为 10 知 ,故 ;于是 。代入焦点在 轴的形式得 。
【方法归纳】已知焦点坐标 → 先定焦点所在轴 → 由距离和求 → 由焦距求 → 用 求 。
变式 1 已知椭圆的两个焦点为 、,椭圆上一点到两焦点的距离之和为 12,求标准方程。
[12′] 对应目标 2、3。三例构成「知焦点与动点 → 知 $a,b,c$ 关系 → 由方程读性质」的梯度;判轴口诀把易错点变成顺口溜,降低记忆负担。
例题精析
10
【答案】。
【详解】焦点在 轴上,,,,故方程为 。
例 2 已知 关系与焦点求方程 已知椭圆的焦点在 轴上,短半轴长 ,焦距 ,求椭圆的标准方程。
【答案】。
【详解】焦点在 轴,设方程为 ;由 得 ,由 得 ,故 ,即 ,方程为 。
变式 2 已知椭圆的焦点在 轴上,焦距为 6,且 ,求其标准方程。
[12′] 对应目标 2、3。三例构成「知焦点与动点 → 知 $a,b,c$ 关系 → 由方程读性质」的梯度;判轴口诀把易错点变成顺口溜,降低记忆负担。
例题精析
11
【答案】。
【详解】焦点在 轴,设 ;,,则 ,故方程为 。
例 3 已知方程判断焦点位置 判断方程 是否为椭圆,若是,指出焦点在哪条坐标轴上。
【答案】是椭圆,焦点在 轴上。
【详解】两边同除以 36 得 ;分母中 ,故 对应的分母更大,焦点在 轴上(此时 ,,)。
变式 3 把方程 化为标准方程,并说明焦点位置。
[12′] 对应目标 2、3。三例构成「知焦点与动点 → 知 $a,b,c$ 关系 → 由方程读性质」的梯度;判轴口诀把易错点变成顺口溜,降低记忆负担。
例题精析
12
【答案】,焦点在 轴上。
【详解】两边同除以 10 得 ;分母 ,故 对应分母更大,焦点在 轴上(,,)。
[12′] 对应目标 2、3。三例构成「知焦点与动点 → 知 $a,b,c$ 关系 → 由方程读性质」的梯度;判轴口诀把易错点变成顺口溜,降低记忆负担。
课堂小结与作业布置
13
小结一条链:几何定义(到两定点距离之和为定值且 )→ 建系化简 → 标准方程(焦点在 轴 / 轴)→ 关系 → 判轴口诀(分母大者对应长轴)。
预告:下一课时我们用这个方程研究椭圆的范围、对称性、顶点与离心率。
作业布置见下方分层作业。
[3′] 对应全部目标。以「一条链」收束全课,把定义与方程串成结构,并为下一课时留出接口。
当堂检测
14
1. 填空并判断:平面内到两个定点 、 的距离之和等于常数(要求___)的点的轨迹叫椭圆;若该常数等于 ,轨迹是___。
【答案】要求大于 (即 );轨迹是线段 。
【详解】由定义,常数必须大于两焦点间距离 (即 ),轨迹才是椭圆;若常数等于 ,动点只能落在线段 上,轨迹退化为该线段。
2. 已知椭圆的两个焦点为 、,椭圆上一点到两焦点的距离之和为 6,求椭圆的标准方程。
【答案】。
【详解】焦点在 轴,;由 得 ,,故方程为 。
独立作答 3 分钟 → 同桌互换批改 → 只讲错得最多的题。
当堂检测
15
3. 已知椭圆焦点在 轴上,焦距 ,且短半轴长 ,求其标准方程。
【答案】。
【详解】焦点在 轴,设 ;由 得 ,由 得 ,,故方程为 。
4. 判断方程 是否为椭圆;若是,焦点在哪条坐标轴上?
【答案】是椭圆,焦点在 轴上。
【详解】两边同除以 36,得 ;分母 , 对应分母更大,故焦点在 轴上(,,)。
独立作答 3 分钟 → 同桌互换批改 → 只讲错得最多的题。
分层作业
16
基础过关
1. 已知椭圆的两个焦点为 、,椭圆上一点到两焦点的距离之和为 14,求椭圆的标准方程。
【答案】。
2. 已知椭圆焦点在 轴上,焦距 ,且 ,求其标准方程。
【答案】。
3. 判断方程 是否为椭圆;若是,指出焦点位置。
【答案】是椭圆,焦点在 轴上。
4. 把方程 化为标准方程,并说明焦点在哪条坐标轴上。
【答案】,焦点在 轴上。
能力提升
基础过关全体必做;能力提升选做;思维挑战供学有余力的同学。
分层作业
17
1. 已知椭圆过点 且与坐标轴的两个交点分别为 、,求该椭圆的标准方程。
【答案】。
2. 已知椭圆的焦距为 4,且过点 ,焦点在 轴上,求其标准方程。
【答案】。
3. 已知 中,底边 固定,,顶点 满足 ,以 中点为原点、 所在直线为 轴建立坐标系,求点 的轨迹方程。
【答案】( 时表示椭圆,含端点时为线段两端,通常写作该椭圆方程)。
思维挑战
基础过关全体必做;能力提升选做;思维挑战供学有余力的同学。
分层作业
18
1. 已知椭圆的两个焦点为 、,动点 满足 ()。
(1)写出以原点为中心、焦点在 轴上的椭圆标准方程的推导中「第一次平方」后得到的等式;
(2)说明为什么必须引入 满足 才能把方程化为最简形式。
【答案】(1)移项平方后可得 ;(2)见详解(令 即可约去公因子得到标准形式)。
基础过关全体必做;能力提升选做;思维挑战供学有余力的同学。
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3.1.1 椭圆(一) 学案
——椭圆的定义与标准方程
一、学习目标
1. 能用自己的话说出椭圆的几何定义:平面内到两个定点 、 的距离之和等于常数 ()的点的轨迹;能说出焦点、焦距 的含义。
2. 能推导焦点在 轴与 轴上的椭圆标准方程,记住 以及 ;能根据焦点位置正确选用方程形式。
3. 能由已知条件(焦点位置、焦距、椭圆上一点等)求出椭圆的标准方程,并能判断所给方程是否为椭圆及其焦点所在坐标轴。
重点:椭圆的几何定义;焦点在 x 轴、y 轴上的标准方程及其联系 。
难点:定义中「」必要性的理解;根式方程的化简;焦点位置的判定。
二、知识梳理(阅读教材后完成)
情境导入:从圆到椭圆
回顾:平面内到定点距离等于定长的点的轨迹是圆,其标准方程形如 (复习即可,不需重新推导)。
演示:取两枚图钉固定为 、,用一根长度大于两钉间距的细绳套住,笔尖绷紧绳子移动——画出的封闭曲线就是椭圆。
椭圆的几何定义
(1)定义:平面内与两个定点 、 的距离之和等于常数(大于 )的点的轨迹叫做椭圆。这两个定点叫做椭圆的焦点,两焦点间的距离叫做焦距,记作 。
(2)三个要点:① 和为定值 ;② 必须 (即 );③ 动点 满足 。
标准方程的建立(建系化简)
(1)建系:以焦点 、 所在直线为 轴,线段 的中点为原点建立直角坐标系,则 、。设动点 满足 ()。
(2)列式:。
三、典例剖析
例 1 已知焦点与动点求方程
已知椭圆的两个焦点分别是 、,椭圆上一点 到两焦点的距离之和为 10,求椭圆的标准方程。
变式 1
已知椭圆的两个焦点为 、,椭圆上一点到两焦点的距离之和为 12,求标准方程。
例 2 已知 关系与焦点求方程
已知椭圆的焦点在 轴上,短半轴长 ,焦距 ,求椭圆的标准方程。
变式 2
已知椭圆的焦点在 轴上,焦距为 6,且 ,求其标准方程。
例 3 已知方程判断焦点位置
判断方程 是否为椭圆,若是,指出焦点在哪条坐标轴上。
变式 3
把方程 化为标准方程,并说明焦点位置。
【方法归纳】已知焦点坐标 → 先定焦点所在轴 → 由距离和求 → 由焦距求 → 用 求 。
四、当堂检测
1. 填空并判断:平面内到两个定点 、 的距离之和等于常数(要求___)的点的轨迹叫椭圆;若该常数等于 ,轨迹是___。
2. 已知椭圆的两个焦点为 、,椭圆上一点到两焦点的距离之和为 6,求椭圆的标准方程。
3. 已知椭圆焦点在 轴上,焦距 ,且短半轴长 ,求其标准方程。
4. 判断方程 是否为椭圆;若是,焦点在哪条坐标轴上?
五、课后巩固
基础过关
1. 已知椭圆的两个焦点为 、,椭圆上一点到两焦点的距离之和为 14,求椭圆的标准方程。
2. 已知椭圆焦点在 轴上,焦距 ,且 ,求其标准方程。
3. 判断方程 是否为椭圆;若是,指出焦点位置。
4. 把方程 化为标准方程,并说明焦点在哪条坐标轴上。
能力提升
1. 已知椭圆过点 且与坐标轴的两个交点分别为 、,求该椭圆的标准方程。
2. 已知椭圆的焦距为 4,且过点 ,焦点在 轴上,求其标准方程。
3. 已知 中,底边 固定,,顶点 满足 ,以 中点为原点、 所在直线为 轴建立坐标系,求点 的轨迹方程。
六、易错警示
① 漏写定义条件 (即 ):等于时轨迹退化为线段、小于时无轨迹,必须强调「大于焦距」才有椭圆。
② 搞错 的关系:始终是 ( 最大),不是 的反向,也不是 。
③ 焦点在 轴时仍把 写在 的分母:记住「分母大者对应长轴,焦点在长轴所在轴」,即 永远在长轴变量的分母上。
④ 由方程判轴只看 字母:必须先化为标准形式(右边为 1、左边两项为正),再比较分母大小。
⑤ 化简根式方程时符号错误:移项要「含一个根号的单独留一边」再平方,否则会出现交叉项。
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