探究与发现 为什么截口曲线是椭圆教学实录

教学目标：

1．了解曲线上的点与方程的解之间的一一对应关系，领会“曲线的方程”与“方程的曲线”的概念及其关系，并能作简单的判断与推理

2．在形成概念的过程中，培养分析、抽象和概括等思维能力，掌握形数结合、函数与方程、化归与转化等数学思想，以及坐标法、待定系数法等常用的数学方法

3．培养学生实事求是、合情推理、合作交流及独立思考等良好的个性品质，以及主动参与、勇于探索、敢于创新的精神

教学重点：理解曲线与方程的有关概念与相互联系

教学难点：定义中规定两个关系（纯粹性和完备性）

授课类型：新授课

课时安排：1课时

教 具：多媒体、实物投影仪

教材分析：

曲线属于“形”的范畴，方程则属于“数”的范畴，它们通过直角坐标系而联系在一起，“曲线和方程”这节教材，揭示了几何中的“形”与代数中的“数”的统一，为“依形判数”和“就数论形”的相互转化奠定了扎实的基础．这正体现了几何的基本思想，对解析几何教学有着深远的影响．曲线与方程的相互转化，是数学方法论上的一次飞跃．本节教材中把曲线看成是动点的轨迹，蕴涵了用运动的观点看问题的思想方法；把曲线看成方程的几何表示，方程看作曲线的代数反映，又包含了对应与转化的思想方法

由于曲线和方程的概念是解析几何中最基本的内容，因而学生用解析法研究几何图形的性质时，只有透彻理解曲线和方程的意义，才能算是寻得了解析几何学习的入门之径．求曲线的方程的问题，也贯穿了这一章的始终，所以应该认识到，本节内容是解析几何的重点内容之一

根据大纲要求，本节内容分为3个课时进行教学，具体的课时分配是：第一课时讲解“曲线与方程”与“方程与曲线”的概念及其关系；第二课时讲解求曲线方程的一般方法，第三课时为习题课，通过练习来总结、巩固和深化本节知识，并解决与曲线交点有关的问题。考虑到本节内容的基础性和灵活性，可以对课本例题和练习作适当的调整，或进行变式训练

针对第一课时概念强、思维量大、例题习题不多的特点，整节课以启发学生观察思考、分析讨论为主。当学生观察例题回答不出“为什么”时，可以举几个点的坐标作检验，这就是“从特殊到一般”的方法；或引导学生看图，这就是“从具体（直观）到抽象”的方法；或引导学生回到最简单的情形，这就是以简驭繁；或引导学生看（举）反例，这就是正反对比，总之，要使启发方法符合学生的认知规律

教学过程：

一、复习引入： 王新敞王新敞王新敞王新敞王新敞王新敞王新敞王新敞王新敞王新敞王新敞王新敞王新敞王新敞三人行，必有我师

温故知新，揭示课题

问题： (1)求如图所示的AB的垂直平分线的方程；

(2)画出方程xy0和方程yx2所表示的曲线

王新敞观察、思考，求得(1)的方程为yx，(2)题画图如下

y2.51-10A21.5y=x2111Bx-2-10.5-10-0.5-11123x+y=0 讲解：

第(1)题是从曲线到方程，曲线C(即AB的垂直平分线)点的坐标(x,y)方程f(x,y)=0

第(2)题是从方程到曲线，即方程f(x,y)=0

解(x,y)(即点的坐标)曲线C．

教师在此基础上揭示课题，并提出下面的问题让学生思考

问题:

方程f(x,y)=0的解与曲线C上的点的坐标，应具备怎样的关系，才叫方程的曲线，曲线的方程？

设计意图：

通过复习以前的知识来引入新课，然后提出问题让学生思考，创设问题情境，激发学生学习的欲望和要求

二、讲解新课：

1. 运用反例，揭示内涵

由上面得出：“曲线上的点的坐标都是方程的解”和“以方程的解为坐标的点都在曲线上”后，不急于抛物线定义，而是让学生判断辨别

问题：

y下列方程表示如图所示的直线C，对吗？为什么？

王新敞王新敞王新敞王新敞王新敞（1）x22y0; 1（2）xy0; （3）|x|-y=0. 上题供学生思考，口答．方程(1)、(2)、(3)都不-101x三人行，必有我师

是表示曲线C的方程．

第（1）题中曲线C上的点不全都是方程xy0的解，如点(-1,-1)等，即不符合“曲线上的点的坐标都是方程的解”这一结论；

第(2)题中，尽管“曲线C上的坐标都是方程的解”，但以方程x2y20的解为坐标的点不全在曲线C上，如点(2，-2)等，即不符合“以方程的解为坐标的点都在曲线上”这一结论；

第(3)题中，类似(1)(2)得出不符合“曲线上的点的坐标都是方程的解”，“以方程的解为坐标的点都在曲线上”．事实上，(1)(2)(3)中各方程表示的曲线应该是下图的三种情况：

y1y1y1-101x-101x-101x

(1)x-y=0(2)x2-y2=0(3)|x|-y=0上面我们既观察、分析了完整地用方程表示曲线，用曲线表示方程的例子，又观察、分析了以上问题中所出现的方程和曲线间所建立的不完整的对应关系． 2．讨论归纳，得出定义

讨论题：在下定义时，针对（1）x22y0

中“曲线上有的点的坐标不是方程的解”以及（2）xy0中“以方程的解为坐标的点不在曲线上”的情况，对“曲线的方程应作何规定？

学生口答，老师顺其自然地给出定义．这样，我们可以对“曲线的方程”和“方程的曲线”下这样的定义：

王新敞在直角坐标系中，如果某曲线C上的点与一个二元方程f(x,y)0的实数解建立了如下关系：

(1)曲线上的点的坐标都是这个方程的解；（纯粹性）

(2)以这个方程的解为坐标的点都是曲线上的点．（完备性）

那么，这个方程叫做曲线的方程；这条曲线叫做方程的曲线

设计意图：

上述概念是本课的重点和难点，让学生自己通过讨论归纳出来，老师再说清楚这两大性质(纯粹性和完备性)的含义，使学生初步理解这个概念

王新敞王新敞王新敞王新敞王新敞三人行，必有我师

3．变换表达，强化理解

曲线可以看作是由点组成的集合，记作C；一个关于x,y的二元方程的解可以作为点的坐标，因而二元方程的解也描述了一个点集，记作F

请大家思考：如何用集合C和点集F间的关系来表达“曲线的方程”和“方程的曲线”定义中的两个关系，进而重新表述以上定义

关系(1)指集合C是点集F的子集，关系(2)指点集F是点集合C的子集．

这样根据集合的性质，可以用集合相等的概念来定义“曲线的方程”与“方程的曲线”，

王新敞王新敞即：(1)CFCF

(2)FC王新敞设计意图：

通过集合的表述，使学生对曲线和方程的关系的理解得到加深和强化，在记忆中上也趋于简化

三、讲解范例：

例1

解答下列问题，且说出各依据了曲线的方程和方程的曲线定义中的哪一个关系？

(1)点M1(3,4),M2(25,2)是否在方程为xy25的圆上？

(2)已知方程为x2y225的圆过点M3(7,m)，求m的值．

学生练习，口答；教师纠错、小结

22王新敞依据关系(1)，可知点M1在圆上，M2不在圆上．

依据关系(2)，求得m32

王新敞例2

证明以坐标原点为圆心，半径等于5的圆的方程是x2y225．

由学生自己阅读课本解答，教师适时插话，强调证明要紧扣定义，分两步进行．

给出推论，升华定义：

(1)两曲线C1:f1(x,y)0,C2:f2(x,y)0的交点的坐标必为方程组f1(x,y)0的实根

f(x,y)02王新敞三人行，必有我师

（2）两曲线C1:yf(x),C2:y(x)的交点的横坐标必为方程f(x)(x)的实根

王新敞四、课堂练习：

1．如果曲线C上的点满足方程F（x,y)=0，则以下说法正确的是（ ）

A.曲线C的方程是F(x,y)=0 B.方程F(x,y)=0的曲线是C

C.坐标满足方程F(x,y)=0的点在曲线C上

D.坐标不满足方程F（x,y)=0的点不在曲线C上

分析：判定曲线和方程的对应关系，必须注意两点：（1）曲线上的点的坐标都是这个方程的解，即直观地说“点不比解多”称为纯粹性；（2）以这个方程的解为坐标的点都在曲线上，即直观地说“解不比点多”，称为完备性，只有点和解一一对应，才能说曲线的方程，方程和曲线

解：由已知条件，只能说具备纯粹性，但不一定具备完备性.故选D

2.判断下列结论的正误，并说明理由. （1）过点A（3，0）且垂直于x轴的直线的方程为x=0; (2)到x轴距离为2的点的直线方程为y=-2; (3)到两坐标轴的距离乘积等于1的点的轨迹方程为xy=1; (4)△ABC的顶点A（0，-3），B（1，0），C（-1，0），D为BC中点，则中线AD的方程为x=0

分析：判断所给问题的正误，主要依据是曲线的方程及方程的曲线的定义，即考查曲线上的点的纯粹性和完备性. 解：（1）满足曲线方程的定义.∴结论正确

（2）因到x轴距离为2的点的直线方程还有一个；y=2，即不具备完备性. ∴结论错误. （3）到两坐标轴的距离的乘积等于1的点的轨迹方程应为｜x｜·｜y｜=1,即xy=±1. ∴所给问题不具备完备性

∴结论错误

（4）中线AD是一条线段，而不是直线，

∴x=0(-3≤y≤0), ∴所给问题不具备纯粹性. ∴结论错误. 3.方程（3x-4y-12)·［log2(x+2y)-3］=0的曲线经过点A（0，-3）、B（0，王新敞王新敞王新敞王新敞王新敞王新敞4）、C（,537）、D（4，0）中的（ ）

4

B.1个

C.2个

D.3个

A.0个

三人行，必有我师

分析：方程表示的两条直线3x-4y-12=0和x+2y-9=0，但应注意对数的真数大于0，

∴x+2y＞0

解：由对数的真数大于0，得x+2y＞0. 王新敞∴A(0,-3)、C(,537)不合要求

4王新敞将B（0，4）代入方程检验，不合要求. 将D（4，0）代入方程检验，合乎要求. 故选B. 4.已知点A（-3，0），B（0，5），C（4，-35），D（3secθ, 5tan3θ),其中在曲线5x29y245上的点的个数为（ ）

A.1

B.2

C.3

D.4 分析：由曲线上的点与方程的解的关系，只要把点的坐标代入方程，若满足这个方程，说明这是这个方程的解，这个点就在该方程表示的曲线上. 解：将点A（-3，0）、B（0，5）、C（4，-222235）、D（3secθ, 5 tan3θ)代入方程5x9y455x9y45检验，只有点A和点B满足方程. 故选B. 5.如果两条曲线的方程F1(x,y)=0和F2(x,y)=0，它们的交点M（x0,y0)，求证：方程F1(x,y)+λF2(x,y)=0表示的曲线也经过M点.（λ为任意常数）

分析：只要将M点的坐标代入方程. F1(x,y)+λF2(x,y)=0，看点M的坐标是否满足方程即可

证明：∵M(x0,y0)是曲线F1(x,y)=0和F2(x,y)=0的交点，

∴F1（x0,y0)=0,F2(x0,y0)=0. ∴F1(x0,y0)+λF2(x0,y0)=0(λ∈R) ∴M(x0,y0)在方程F1(x,y)+λF2(x,y)=0所表示的曲线上. 评述：方程F1(x,y)+λF2(x,y)=0也称为过曲线F1(x,y)=0和F2(x,y)=0的交点的曲线系方程

五、小结

：

“曲线的方程”、“方程的曲线”的定义．在领会定义时，要牢记关系(1)、(2)两者缺一不可，它们都是“曲线的方程”和“方程的曲线”的必要条件．两者满足了，“曲线的方程”和“方程的曲线”才具备充分性．只有符合关系(1)、(2)，才能将曲线的研究转化为方程来研究，即几何问题的研王新敞王新敞三人行，必有我师

究转化为代数问题．这种“以数论形”的思想是解析几何的基本思想和基本方法

六、课后作业：

王新敞1．点A(1，-2)、B(2，-3)、C(3，10)是否在方程x2xy2y10的图形上？

王新敞2．(1)在什么情况下，方程yax2bxc的曲线经过原点？

(2)在什么情况下，方程(xa)2(yb)2r2的曲线经过原点？

3．证明以C(a，b)为圆心，r为半径的圆的方程为(xa)2(yb)2r2．

4．证明动点P(x，y)到定点M(-a，0)的距离等于a(a＞0)的轨迹方程是x2y22ax0

王新敞作业答案：

1．点A(1，-2)、C(3，10)在方程x2xy2y10的图形上；点B(2，-3)不在图形上

2．(1)c=0，

王新敞(2) abr

222王新敞3、4．仿照课本例子，分两种情况易证

王新敞七、板书设计（略）

王新敞八、课后记：

王新敞

三人行，必有我师