师:好,上课。

生:起立。

师:同学们好。

生:老师好。

师:好,请坐。同学们,课前我们给大家发了一张课前小阅读,大家刚刚应该看过一部分了,内容是关于圆锥曲线和解析几何在数学历史上发生的一些重大事件,大家从中可以了解到,解析几何对圆锥曲线的研究做出了巨大贡献。那今天我们就来研究圆锥曲线。首先大家看老师手里拿的这个圆,我们以前学过,对不对?现在我把这个圆压扁,大家看,压扁之后得到的是什么图形?哦,大家异口同声说是椭圆。那既然你们说它是椭圆,为什么它就是椭圆呢?仅仅是长得像椭圆吗?要判断一个图形是椭圆,总得有理有据才行。

生:它长得很像天体运动的轨迹,还有长轴和半长轴,所以我们觉得它是椭圆。

师:看来大家现在有点说不清楚它为什么是椭圆,要判断一个图形是椭圆,确实得有理有据,怎么才能有理有据呢?

生:给椭圆下一个定义。

师:没错,我们现在就来给椭圆下定义。大家回忆一下之前学过的圆的定义是什么?

生:到一个定点的距离等于定长的点的集合。

师:对,我之前拿绳子拴住定点,笔尖绕着动就能画出圆。现在我做个小实验,把绳子的两端分开,拿一根没有弹性的更长的绳子,请大家仔细观察:我绷紧这根绳子,像画圆一样牵着笔尖绕一圈,大家看我画出了一个图形。现在请大家观察整个实验过程,笔尖移动的过程里,什么东西变了,什么东西没变?

生:笔尖对应的点到两个定点的距离在变,但绳子的总长度没变,两个定点的位置也没变。

师:非常好,我把笔尖记作动点M,两个定点记作F₁、F₂,那MF₁和MF₂的长度是变化的,但MF₁+MF₂的总长度是不变的,我把这个定值设为2a好不好?那大家根据刚才总结的特点,能不能试着给椭圆下一个定义?

生:在平面内,到两个定点的距离之和为定值的点的轨迹叫做椭圆。

师:大家用轨迹描述椭圆,很不错。那现在请大家检查一下,这个定义的限制条件够不够?

生:不够!

师:哦?哪里不够?大家看我手里的绳子,要让动点M能自由移动,刚才这个动点、两个定点连起来是不是一个三角形?三角形形成的先决条件是什么?

生:三角形两边之和大于第三边,也就是MF₁+MF₂,也就是绳子的总长度要大于两个定点F₁、F₂之间的距离才行。

师:太对了!所以我们要给刚才的定义补充要求:这个定值必须大于两个定点之间的距离,这样才是完整的椭圆定义。那如果绳子的长度没有大于F₁、F₂之间的距离,会发生什么情况呢?大家看我放的动画:如果绳子长度刚好等于F₁F₂的距离,动点P的轨迹会变成什么?是直线还是线段?

生:线段!点就固定在F₁和F₂中间了。

师:那如果绳子长度比F₁F₂的距离还小呢?

生:根本连不成封闭图形,动点没法同时够到两个端点了。

师:没错,这个情况大家就理解清楚了。我们刚才说的这两个定点F₁、F₂,我们给它起个名字叫焦点,F₁F₂之间的距离叫做焦距,焦距的一半叫做半焦距。那回到我们最开始的问题:把一个圆压扁得到的图形是椭圆,这个问题我们现在解决了吗?

生:没有。

师:为什么还没有?要说明一个图形是椭圆,得怎么做?

生:得用椭圆的定义来证明它,找到对应的两个焦点,还要证明椭圆上任意一点到两个焦点的距离之和都是定值才行。

师:对呀,现在我们还没法完成这个证明,怎么办呢?所以我们要对椭圆做进一步的研究。接下来我们做一个小活动:大家拿出草稿纸,先随便画一个圆。我看到有同学已经画了好几个了,大家画出来的圆都不一样对不对?那现在我们规定单位长度是1厘米,固定坐标系,画方程x²+y²=9对应的圆,大家画出来的图形会不会一样?

生:一样!

师:没错,全班54个同学画出来的都会是一模一样的圆。这说明什么?当标准量确定之后,给了圆的方程,我们就能画出完全一致的圆。之后我们还能在同一个坐标系里画直线,研究什么问题?

生:直线和圆的位置关系、交点坐标、相交形成的弦长。

师:非常好。那按照这个逻辑,我们有了椭圆的定义之后,接下来要研究什么?

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《选择性必修一数学 椭圆及其标准方程 公开课逐字稿课堂教学实录-3637字》.docx
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