2020年高中数学同步教案：第2章-圆锥曲线-椭圆第二课时(北师大版选修1-1).docx

椭圆的简洁性质
教学目标：
(1)通过对椭圆标准方程的争辩,理解并把握椭圆的几何性质;
(2)能够依据椭圆的标准方程求焦点、顶点坐标、离心率并能依据其性质画图;
(3)培育同学分析问题、解决问题的力气,并为学习其它圆锥曲线作方法上的预备.
教学重点:椭圆的几何性质. 通过几何性质求椭圆方程并画图
教学难点:椭圆离心率的概念的理解.
教学方法：讲授法
课型：新授课
教学工具：多媒体设备
一、复习：
1.椭圆的定义，椭圆的焦点坐标，焦距.
2.椭圆的标准方程.
二、讲授新课：
（一）通过提出问题、分析问题、解决问题激发同学的学习爱好,在把握新学问的同时培育力气.
[在解析几何里，是利用曲线的方程来争辩曲线的几何性质的，我们现在利用焦点在x轴上的椭圆的标准方程来争辩其几何性质.]
已知椭圆的标准方程为：
1.对称性
复习关于x轴，y轴，原点对称的点的坐标之间的关系：
点（x,y）关于x轴对称的点的坐标为(x,－y)；
点（x,y）关于y轴对称的点的坐标为(－x, y)；
点（x,y）关于原点对称的点的坐标为(－x,－y)；
问题2 在椭圆的标准方程中①以－y代y②以－x代x③同时以－x代x、以－y代y,你有什么发觉?
（1） 在曲线的方程里，假如以－y代y方程不变，那么当点P(x,y)在曲线上时，它关于x的轴对称点P’(x,－y)也在曲线上，所以曲线关于x轴对称。
（2） 假如以－x代x方程方程不变，那么说明曲线的对称性怎样呢？[曲线关于y轴对称。]
（3） 假犹如时以－x代x、以－y代y，方程不变，这时曲线又关于什么对称呢？[曲线关于原点对称。]
归纳提问：从上面三种状况看出，椭圆具有怎样的对称性？
椭圆关于x轴，y轴和原点都是对称的。
这时，椭圆的对称轴是什么？[坐标轴]
椭圆的对称中心是什么？[原点]
椭圆的对称中心叫做椭圆的中心。
2.范围
[我们要争辩椭圆在直角坐标系中的范围，就是争辩椭圆在哪个区域里，只要争辩方程中x，y的范围就知道了.]
问题1 方程中x、y的取值范围是什么?
由椭圆的标准方程可知，椭圆上点的坐标(x,y)都适合不等式
≤1, ≤1
即 x2≤a2, y2≤b2
所以 |x|≤a， |y|≤b
即 －a≤x≤a, －b≤y≤b
这说明椭圆位于直线x＝±a, y＝±b所围成的矩形里。
3.顶点
[争辩曲线的上的某些特殊点的位置，可以确定曲线的位置。要确定曲线在坐标系中的位置，经常需要求出曲线与x轴，y轴的交点坐标.]
问题3 怎样求曲线与x轴、y轴的交点?
在椭圆的标准方程里，
令x=0,得y=±b。这说明白B1(0,－b),B2(0,b)是椭圆与y轴的两个交点。
令y=0,得x=±a。这说明白A1(－a,0),A2(a,0)是椭圆与x轴的两个交点。
由于x轴，y轴是椭圆的对称轴，所以椭圆和它的对称轴有四个交点，这四个交点叫做椭圆的顶点。
线段A1A2,B1B2分别叫做椭圆的长轴和短轴。
它们的长|A1A2|=2a,|B1B2|=2b (a和b分别叫做椭圆的长半轴长和短半轴长)
观看图形，由椭圆的对称性可知，椭圆短轴的端点到两个焦点的距离相等，且等于长半轴长，即　　　　　|B1F1|=|B1F2|=|B2F1|=|B2F2|= a
在Rt△OB2F2中，由勾股定理有
|OF2|2=|B2F2|2－|OB2|2 ，即c2＝a2－b2
这就是在前面一节里，我们令a2－c2＝b2的几何意义。
4.离心率
定义：椭圆的焦距与长轴长的比e＝，叫做椭圆的离心率。
由于a>c>0,所以0<e<1.
问题4 观看图形,说明当离心率e变化时,椭圆外形是怎样随之变化的?
[调用几何画板，演示离心率变化(分越接近1和越接近0两种状况争辩)对椭圆外形的影响]
得出结论：(1)e越接近1时，则c越接近a，从而b越小，因此椭圆越扁；
(2)e越接近0时，则c越接近0，从而b越接近于a，这时椭圆就越接近于圆。
当且仅当a＝b时，c＝0，这时两个焦点重合于椭圆的中心，图形变成圆。
当e＝1时，图形变成了一条线段。[为什么？留给同学课后思考]
5.例题
例1求椭圆16x2+25y2=400的长轴和短轴的长、离心率、焦点和顶点的坐标,并用描点法画出它的图形.
[依据刚刚学过的椭圆的几何性质知，椭圆长轴长2a，短轴长2b，该方程中的a＝？b＝？c＝？由于题目给出的椭圆方程不是标准方程，所以必需先把它转化为标准方程，再争辩它的几何性质]
解：把已知方程化为标准方程, 这里a＝5，b＝4，所以c＝＝3
因此，椭圆的长轴和短轴长分别是2a＝10，2b＝8
离心率e＝＝
两个焦点分别是F1(－3,0),F2(3,0)，
四个顶点分别是A1(－5,0) A1(5,0) A1(0,－4) F1(0,4).
[提问：怎样用描点法画出椭圆的图形呢？我们可以依据椭圆的对称性，先画出第一象限内的图形。]
将已知方程变形为 ，依据

在0≤x≤5的范围内算出几个点的坐标(x,y)
x
0
1
2
3
4
5
y
4
3.9
3.7
3.2
2.4
0
先描点画出椭圆的一部分，再利用椭圆的对称性画出整个椭圆（如图）
说明：本题在画图时，利用了椭圆的对称性。利用图形的几何性质，可以简化画图过程，保证图形的精确     性。
依据椭圆的几何性质，用下面的方法可以快捷地画出反映椭圆基本外形和大小的草图：
(1) 以椭圆的长轴、短轴为邻边画矩形；
(2) 由矩形四边的中点确定椭圆的四个顶点；
(3) 用平滑的曲线将四个顶点连成一个椭圆。
[画图时要留意它们的对称性及顶点四周的平滑性]
（四）练习
填空：已知椭圆的方程是9x2+25y2=225,
(1) 将其化为标准方程是_________________.
(2) a=___,b=___,c=___.
(3) 椭圆位于直线________和________所围成的________区域里.
椭圆的长轴、短轴长分别是____和____,离心率e＝_____,两个焦点分别是_______、______,四个顶点分别是______、______、______、_______.
例2、求符合下列条件的椭圆的标准方程:
(1)经过点(-3,0)、(0,-2);
(2)长轴的长等于20,离心率等于0.6
例3 点与定点的距离和它到直线的距离之比是常数，求点的轨迹.
（老师分析——示范书写）
例4、如图，一种电影放映灯泡的反射镜面是旋转椭圆面（椭圆绕其对称轴旋转一周形成的曲面） 的一部分。过对称轴的截口ABC是椭圆的一部分，灯丝位于椭圆的一个焦点F1上，片门位于另一个焦点F2上，由椭圆一个焦点F1发出的光线，经过旋转椭圆面反射后集中到另一个焦点F2。已知AC^F1F2，|F1A|=2.8cm，|F1F2|=4.5cm,求截口ABC所在椭圆的方程。
三、课堂练习：
①比较下列每组椭圆的外形，哪一个更圆，哪一个更扁？
⑴与 ⑵与（同学口答，并说明缘由）
②求适合下列条件的椭圆的标准方程.
⑴经过点
⑵长轴长是短轴长的倍，且经过点
⑶焦距是，离心率等于
（同学演板，老师点评）
焦点在x轴、y轴上的椭圆的几何性质对比.

四、小结
(1)理解椭圆的简洁几何性质，给出方程会求椭圆的焦点、顶点和离心率;
(2)了解离心率变化对椭圆外形的影响;
(3)通过曲线的方程争辩曲线的几何性质并画图是解析几何的基本方法.
五、布置作业