【教学目标】
(一)知识目标:
1、解析几何中直线过定点的判断与证明;2、解析几何中参数的合理选择;3、用代数方法解决几何问题. (二)能力目标:
1、类比思想、数形结合思想在解析几何中的运用;2、培养学生从特殊到一般的探究能力.
(三) 情感目标:
1、让学生经历“简单”到“复杂”、从“特殊”到“一般”探索过程,提升认知;
2、培养学生勤于思考、勤于动手的学习品质,在体验数学美的过程中激发学生学习兴趣. 【教学重点】用类比思想探索直线过定点问题,从“特殊”到“一般”的探究. 【教学难点】引导学生探究,指导学生证明. 【教学方式】启发探究式 【教学手段】自制课件、几何画板
【教学过程】
一、 创设情境,抛出问题
给学生观看“火星生命猜想”图片,提出:科学家基于火星某些特征与地球相似,类比猜想火星有生命。这样的猜想在自然科学中非常重要,我们数学也一样。 Q1:若一个直角三角形内接于圆,则它的斜边是什么?有什么特征? Q2:该直角顶点在圆周上面运动(即任一位置),则三角形的斜边是否仍然有此特征? [设计意图:1、直角三角形内接于圆,斜边过定点(圆心),该结论为学生已有知识.欲从千里目,更上一层楼,构建新知:直角三角形内接于圆锥曲线,直角边是否仍然有此特征,引导学生探究,进入课题.2、几何特征代数化,是本节课的主线.]
二、 步步探究,层层递进
师:同学们觉得圆锥曲线中哪一种较为简单? 生:抛物线. 师:那么我们就让直角三角形内接于抛物线,来看看斜边是否过定点.先用几何画板进行形的探索,再进行数的计算.
探究1 若一个动直角三角形的直角顶点在抛物线y=x2的顶点上,另两顶点在此抛物线上,它的斜边有什么特征?
[设计意图:降低起点,用最特殊的抛物线来验证,直角顶点也在特殊位置,符合最近发展区理念,更容易让学生体会探索成功的喜悦,激发学习动力.]
师:既然直角顶点在圆上任一位置,斜边都过定点,那么在抛物线上任一位置呢? 生:应该也过定点吧!?
师:眼见为实(展示几何画板),请大家证明给我看看.
探究2 若把直角顶点放在其它任意位置,动直角三角形的斜边还会经过一个定点吗? [设计意图:通过几何画板演示,给予学生直观感受;而证明的过程是层层递进,从特殊到一般,激发学生探索精神,学生在追求数学真善美的过程中提升能力,感受数学魅力.]
师:大家觉得我们这个结论是不是最一般的情况啊? 生:感觉抛物线不是一般情况.
师:是的,现在直角顶点在一般位置了,抛物线改为一般形式,也有此性质: 内接于抛物线中定顶点的动直角三角形的斜边过定点.
很好,以上两个问题的解法用的是直接设A、B、P的坐标分别为A(x1,x1),B(x2,x2),P(a,a),若不用这种方法你还能用其它方法吗?刚才我看到了不同的做法,请和大家分享. 生1:设A(x1,x
21222),B(x2,x
22),P(a,a)由探究二中解法知直线AB的方程为
2yy(x1(ax2)xx2)xx1x2.同理,直线PA的方程为yax2.
a)(ax2)1,即a2(x1a)xx1a,直线PB的方程为
APBP,∴(x1a(x1x2)x1x21,代入直线
AB的方程中得y=(x1+x2)(x+a)+1+a2.此时斜边AB过定点(a,1a2).
生2:设直线AB的方程为y=kx+b,方程联立,韦达定理来求解.
师:这里首先考虑的是选择合理的参数设法,字母尽量少,可以设点坐标(抛物线中可以用一个字母),如法一,可以设直线方程,如法三。然后是通过已知条件转化、消元,法一中消去x1x2,留下x1x2,法三中消去m,留下k。目的是为了能够判断出直线过定点。 [设计意图:生1的解法可以是教师讲解,视学生操练情况而定.这里解题方法的小结有两个目的,一是就解这类题来说,可以有多种解法,让学生对抛物线问题的求解有一个全面认识;二是为下面椭圆的解法作铺垫.]
师:在全面解决了抛物线问题之后,我们还能做些什么?或者说应该做些什么呢? 生:其它圆锥曲线应该也有此类性质,如椭圆.
x2探究4 若一个动直角三角形的直角顶点在椭圆
4y231的右顶点上,另两个顶点在此
椭圆上,它的斜边也会过定点吗?
[设计意图:数学充满奥妙,师生共同展开探索的翅膀去发现、去证明,让知识的脉络更加清晰,更加完备,这样的课堂才是精彩的!]
三、持续探索,意犹未尽
x2探究5 若一个动直角三角形的直角顶点在椭圆
4椭圆上,它的斜边也会过定点吗?
y231的上顶点上,另两个顶点在此
x2探究6 若一个动直角三角形的直角顶点在椭圆
4点在此椭圆上,它的斜边也会过定点吗?
y231上的任一固定位置,另两个顶
探究7 内接于椭圆中定顶点的动直角三角形的斜边过定点,成立吗?
师:以上探究5,6,7三个问题作为本节课的作业,请同学们自己完成.有兴趣的同学还可以进一步去探究双曲线中的类似问题.
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