410 likes | 529 Views
观察与分析. 导入新课. 我们知道,用一个垂直于圆锥的轴的平面截圆锥,截口曲线(截面与圆锥侧面的交线)是一个圆,如果改变平面与圆锥曲线的夹角,会得到什么呢?. 双曲线. 抛物线. 椭圆. 观察与分析. 如图:以上三个不垂直于圆锥轴的平面截圆锥,当截面与圆锥的轴夹角不同时,可以得到不同的截口曲线,他们分别是抛物线,双曲线,和椭圆. 因此我们通常把 抛物线 , 双曲线 和 椭圆 统称为 圆锥曲线. 圆锥曲线与科研、生活、以及人类生活有着密切的关系. 早在 16 , 17 世纪之交,开普勒就发现行星绕太阳运行是一个椭圆. 喷泉喷出美丽的抛物线. 发电厂冷却塔的外形是双曲线.
E N D
观察与分析 导入新课 我们知道,用一个垂直于圆锥的轴的平面截圆锥,截口曲线(截面与圆锥侧面的交线)是一个圆,如果改变平面与圆锥曲线的夹角,会得到什么呢?
双曲线 抛物线 椭圆
观察与分析 如图:以上三个不垂直于圆锥轴的平面截圆锥,当截面与圆锥的轴夹角不同时,可以得到不同的截口曲线,他们分别是抛物线,双曲线,和椭圆. 因此我们通常把抛物线,双曲线和椭圆统称为圆锥曲线.
圆锥曲线与科研、生活、以及人类生活有着密切的关系.圆锥曲线与科研、生活、以及人类生活有着密切的关系. 早在16,17世纪之交,开普勒就发现行星绕太阳运行是一个椭圆.
喷泉喷出美丽的抛物线 发电厂冷却塔的外形是双曲线
2.1 曲线与方程 2.1.1 曲线与方程
教学目标 知识与能力 • 使同学们对曲线与方程有更系统更完整的认识. • 培养同学们分析曲线的能力.
过程与方法 情感态度与价值观 • 培养学生学会从“感性认识”到“理性认识”过程中获取新知. • 通过对圆与方程的感性认识,坐标法研究曲线的方法,进一步学习曲线与方程.
教学重难点 重点 难点 • 掌握曲线的方程,曲线的方程的概念. • 使同学们理解曲线的方程的概念. • 分析曲线的能力.
M(x0,y0) 我们知道,在直角坐标系中,平分第一、三象限的直线的方程是x - y=0,这就是说,如果点 M(x0,y0)是这条直线上的任一点,它到坐标轴的距离相等, 即 x0 = y0,那么, 点 M( x0,y0) 是方程 x - y=0的解.
M(x0,y0) 反过来,如果( x0,y0)是方程x - y=0的解,即x0=y0, 那么以这个解为坐标的点到坐标轴的距离相等.
一般的,在直角坐标系中,如果某曲线 C( 看作点的集合或适合某种条件的点的轨迹)上的点与一个一元二次方程 : f(x,y)=0的实数解建立如下的关系:
(1)曲线上的点的坐标都是这个方程的解; • (2)以这个方程的解为坐标的点都是曲线 • 上的点. • 那么,这个方程叫做曲线方程;这条 • 曲线叫做方程的曲线.
例1: M R O Q 证明:与两条坐标轴的距离的积是常数k(k>0)的点的轨迹方程是xy=±k的解. 图2.1-3
M R O Q 证明: (1)如图2.1-3,设M(x0,y0) 是轨迹上的任一点. 因为点M与x轴的距离为|y0|, 与y轴的距离为|x0|,所以 |x0| · |y0|=k,即(x0,y0)是 方程 x y=±k的解. 如图2.1-3
(2)设点M1的坐标(x1,y1)是方程xy=±k的解则x1y1=±k即|x1|·|y1|=k,|x1|,|y1|正是点M1到纵轴和横轴的距离,因此点M1到这两条直线的距离的积是常数k,点M1是曲线上的点.(2)设点M1的坐标(x1,y1)是方程xy=±k的解则x1y1=±k即|x1|·|y1|=k,|x1|,|y1|正是点M1到纵轴和横轴的距离,因此点M1到这两条直线的距离的积是常数k,点M1是曲线上的点. 由(1)(2)可知x y =±k是与两条坐标的距离的积为常数k(k>0)的点的轨迹方程.
例2: 已知等腰三角形三个顶点的坐标分别是A(0,3),B(-2,0),C(2,0). 问:中线AO(O为原点)所在直线的方程是 x = 0吗?为什么?
y O x A B C 解:是,由图可知,等腰三角形ABC的边BC上的中线AO所在直线的方程是:x=0 这里的“曲线”指的是三角形ABC中BC的中线所在的直线x=0是这条曲线的方程.
注意! 在理解什么是“曲线”时,要注意曲线是满足条件的图形;在理解“方程”时,要注意方程包含对其中未知数的限制. 比如本例题中,三角形ABC中BC的中线的方程是x=0(0≥y≥3).
课堂小结 “曲线方程”的概念 : • (1)曲线上的点的坐标都是这个方程的解 • (2)以这个方程的解为坐标的点都是曲线 • 上的点 • 那么,这个方程叫做曲线方程;
“方程的曲线”的概念 : • (1)曲线上的点的坐标都是这个方程的解 • (2)以这个方程的解为坐标的点都是曲线 • 上的点 • 那么,这条曲线叫做方程的曲线.
高考链接 2.(2006北京理) 已知:曲线C上的任意一点P到点F(0,1)的距离比它到直线m:y=4的距离小3.不经过坐标原点的直线与曲线l相交于两个不同点A,B,且以AB为直径的原经过坐标原点O
(1)求曲线方程C的方程; (2)求证:直线l过顶点,并求出该顶点的坐标; (3)三角形ABF的面积是否存在最小值?若不存在请说明理由; (4)设曲线C在点A、B处发热切线分别为l1,l2,证明l1与l2的焦点必定在定直线m:y=-4上.
解: (1)解法1:依题意,可知,曲线C是“平面内到顶点F(0,1)的距离与到定直线y=-1的距离相等的点的轨迹”,所以它是以F(0,1)为焦点,以直线y=-1为准线的抛物线. 所以曲线C的方程式x2=4y.
(1)解法2: 设点P的坐标为(x,y),依题意指点P必定在直线m的上方, 即y >-4于是 |PF|= |y+4|- 3= y+1,所以 整理得x2=4y 所以曲线C的方程是x2=4y. 它是以F(0,1)为焦点, 以直线y=-1为准线的抛物线.
(2)直线l的斜率显然存在,又直线l不经过坐标原点,故可设直线l的方程为 y=kx+b(b≥0),并设A(x1,y1), B(x2,y2) 由 ,消去y,整理得 x2- 4kx - 4b=0① ∴ x1+x2=4k② x1x2=-4b③
若以AB为直径的圆过坐标原点O则 ∴x1x2+y1y2=0, 即 ④ 将③带入④, 得 解的b=4或b=0(舍去) 所以x1x2=-16,⑤ ∴直线l的方程为y=kx+4, 显然,直线l过定点M(0,4)
(3)由弦长公式得 把②⑤带入上式,得 设点F(0,1)到直线l:kx-y+4=0的距离为d,则
∴ ∴当k=0时,S△AFB有最小值,是12 ∴ △AFB的面积存在最小值,最小值是12.
(4)曲线C的方程可化为 则 , 所以l1的方程为: l2的方程为: ⑥ ⑦
解⑥⑦联立方程组,得 所以l1与l2的焦点为 M(2k,-4) 它恒定在直线m:y=-4上.
课堂练习 1.下面各对方程中表示的曲线相同的一对是( ). (A) y2=x与y=x (B)y=x与 y / x=1 (C)|y|=|x|与y2=x2 (D)y=lgx2与y=2lgx C
2. 如果命题“坐标满足方程f (x, y)=0的点都在曲线c上”是不正确的,那么下列命题正确的是( ). D A. 坐标满足方程f (x, y)=0的点都 不在曲线c上 B. 坐标满足方程f (x, y)=0的点有 些在曲线c上,有些不在曲线c上 C. 曲线c上的点不都满足方程f (x, y)=0 D. 一定有不在曲线c上的点,其坐标满足 方程f (x, y)=0
填空题: 1.已知△ABC的面积为4,A、B两点的坐标分别是(-2,0)、(2,0),则顶点C的轨迹方程是 ______________ . y=2和 y =-2
2.m=-2是直线 (2-m )x+my+3=0和 直线 x-my-3=0互相垂直的__________________ . 充分而不必要的条件 解答题 1.若直线l1:x+y+a=0,l2:x+ay+1=0, l3:ax+y+1=0能围成三角形,求a的取值范围.
解:由l1、l2相交,需要1·a-1·1≠0,得到 a ≠1,此时,解方程组 可解得.即l1,l2的交点为(-1-a,1),由l1、l3相交,需1·1-a·a≠0,∴a≠±1, 又(-1-a,1) 不∈l3∴a·(-1-a)+1+1≠0, 得a≠1且a≠-2, 综上,a∈R且a≠±1且a≠-2,能保证三交点 (-1-a,1),(1,-1-a)、(-1-a,-1+a+a2)互不重合,所以所求a的范围为 a∈(-∞,-2)∪(-2,-1)∪(-1,1)∪(1,+∞).
2.已知直线x+3y-7=0, kx-y-2=0和x轴、y轴围成 四边形有外接圆,求k. 解:如图,设围成四边形为OABC,因OABC有外接圆,且∠AOC=90°,故∠ABC=90°. ∴两条直线x+3y-7=0,kx – y – 2 = 0互相垂直,(- )·k=-1,即k=3.
教材习题答案 1.已知等腰三角形的三个顶点坐标分别是(0,3)(-2,0)(2,0).中线AO(O为原点)所在直线方程是x=0吗?为什么? 解:是,容易求出等腰三角形ABC的变BC上的中线AO所在的直线是x=0.
2.已知方程ax2+by2=2的曲线经过A(0, )和点B(0,0)求a,b的值. 解:a=,b=
与本节内容相关的课后习题: A组的第1题: 点A(1,-2),B(2,-3), C(3,10)是否在方程 x2-xy+2y+1=0 表示的曲线上?为什么? 解:点A(1,-2), C(3,10)在该曲线上,而B(2,-3)不在该曲线上.