双曲线的渐近线教案
教学目的
(1)正确理解双曲线的渐近线的定义,能利用双曲线的渐近线来画
双曲线的图形.
(2)掌握由双曲线求其渐近线和由渐近线求双曲线的方法,并能作
初步的应用,从而提高分析问题和解决问题的能力.
教学过程
一、揭示课题
师:给出双曲线的方程,我们能把双曲线画出来吗?
生(众):能画出来.
师:能画得比较精确点吗?
(学生默然.)
其附近的点,比较精确地画出来.但双曲线向何处伸展就不很清楚了.
在画其他曲线时,也有同样的问题.如曲线
我们可以比较精确地画出整个曲线.因为我们知道,当曲线伸向远
处时,它逐渐地越
的趋向,我们是清楚的,它逐渐地在x轴负方向上越来越接近x轴,即
x轴为y=2x的一条渐近线,但它的另一端则不然,它伸向何处是不够
清楚的.所以双曲线和其他曲线一样,当它向远处伸展时,它的趋向如
何,是需要研究的问题.今天这堂课,我们就来讨论一下“双曲线向何
处去”这样一个问题.
(板书课题:双曲线的渐近线.)
二、讲述定义
师:前一课我们讨论了双曲线的范围、对称性和顶点,我们回忆一
下,双曲线的范围x≤-a,x≥a是怎样得出来的?
直线x=-a和x=a的外侧.我们能不能把双曲线的范围再缩小一
点?我们先看看双曲线在第一象限的情况.
设M(x,y)是双曲线上在第一象限内的点,则
考察一下y变化的范围:
因为x2-a2<x2,所以
这个不等式意味着什么?
(稍停,学生思考.)
平面区域.
之间(含x轴部分).这样,我们就进一步缩小了双曲线所在区域的范围.
为此,我们考虑下列问题:
经过A2、A1作y轴的平行线x=±a,经过B2、B1作x轴的平行线y=
±b,
以看出,双曲线
的各支向外延伸时,与这两条直线逐渐接近.
下面,我们来证明这个事实.
双曲线在第一象限内的方程可写成
设M(x,y)是它上面的点,N(x,Y)是直线
上与M有相同横坐标的点,则
设|MQ|是点M到直线
的距离,则|MQ|<|MN|.当x逐渐增大时,|MN|逐渐减小,x无限
增大,|MN|接近于零,|MQ|也接近于零,就是说,双曲线在第一象限的
部分从射线ON的下方逐渐接近于射线ON.
在其他象限内也可以证明类似的情况.我们把两条直线
叫做双曲线的渐近线.
现在来看看实轴在y轴上的双曲线的渐近线方程是怎样的?由于实
轴在y轴上的双曲线方程是由实轴在x轴上的双曲线方程,将x、y字母
对调所得到,自然,前者
这样,我们就完满地解决了画双曲线远处趋向的问题,从而可比较
精确地画出双
手画出比较精确的双曲线.
[提出问题,解决问题,善始善终.]
三、初步练习
(根据由双曲线求出它的渐近线方程与由渐近线求出相应的双曲线
方程这两要求,出四个小题让学生练习.)
1.求下列双曲线的渐近线方程(写成直线方程的一般式),并画出
双曲线:
(1) 4x2-y2=4; (2) 4x2-y2=-4.
2.已知双曲线的渐近线方程为x±2y=0,且双曲线过点:
求双曲线方程并画出双曲线.
(练习毕,由学生回答,教师总结.)
解题的主要步骤:
第1题:(1)把双曲线方程化为标准方程;(2)求得a、b;(3)根据定
义写出渐近线方程.
第2题:(1)判断何种双曲线,设出相应的标准方程;(2)写出渐近
线方程,从而得到关于a、b的一个关系式;(3)将点M代入标准方程,
得到关于a、b的另一个关系式;(4)解 a、b的方程组,求得a、b,写出双
曲线方程.
师:这是两个关于双曲线渐近线的最基本的练习.一个是由双曲
线求渐近线,比较简单;一个是由渐近线求双曲线,却比较复杂.这是
因为,一个是正向思考和运算,另一个是逆向思考和运算,有一定的难
度.同时,因为一条双曲线有两条确定的渐近线,而两条渐近线对应有
许多双曲线,因此,求双曲线方程还必须具有另一个条件,两个条件的
综合显然比较困难.我们要特别注意对逆向问题的分析,提高解决逆向
问题的能力.
[问题虽然简单,但确是基础,不仅掌握基本知识,同时有利于正、
逆两方面思考问题的训练.]
四、建立法则
师:仔细分析一下上述练习的结果:
双曲线方程:4x2-y2=4;渐近线方程:2x±y=0.
双曲线方程:4x2-y2=-4;渐近线方程:2x±y=0.
双曲线方程:x2-4y 2=4;渐近线方程:x±2y=0.
双曲线方程:x2-4y 2=-4;渐近线方程:x±2y=0.
可以发现,双曲线与其渐近线的方程之间似乎存在某种规律.
(启发学生讨论、归纳.)
生甲:每项开平方,中间用正负号连结起来,常数项改为零,就
得到渐近线方程.
生乙:以各项系数绝对值的算术平方根为x、y的系数,且用正负
号连结起来等于零,就是渐近线方程.
生丙:如果两个双曲线方程的二次项相同,那么渐近线方程就相
同,与常数项无关.
生丁:反过来,渐近线的方程相同,双曲线方程的二次项就相同,
常数可以不同.
生戊:应该说二次项系数成比例.
师:大家揭示了其中的规律.但是,大家的回答,还不够严格,
也不够简洁,是否可以归纳出一种方法,把双曲线方程处理一下,就得
到渐近线方程?
把双曲线方程中常数项改成零,会怎样呢?
点适合这个方程,适合这个方程的点在渐近线上.
就是两渐近线的方程.实际上,两条渐近线也可看作二次曲线,是
特殊的双曲线.同样,
b2x2-a2y2=0,
即 bx±ay=0;
b2y2-a2x2=0,
即 by±ax=0.
所以把双曲线方程的常数项改为零,就得到其渐近线方程.这具有
一般性吗?也就是说对任意双曲线
A2x2-B2y2=C(C≠0)
它的渐近线方程是不是A2x2-B2y2=0?回答是肯定的.
分情况证明一下:
C>0,A2x2-B2y2=C,
故渐近线方程为
也可以化成 Ax±By=0,
即 A2x2-B2y2=0.
其他情况,同学们可以自己去证明.反之,渐近线方程为
Ax±By=0
的双曲线方程是什么?可以证明是:A2x2-B2y2=C(C≠0).C>0,
实轴在x轴上;C<0,实轴在y轴上.因此,我们得到下列法则:
(1)双曲线 A2x2-B2y2=C(C≠0)的渐近线方程是
A2x2-B2y2=0;
(2)渐近线方程是Ax±By=0的双曲线方程是
A2x2-B2y2=C
(C≠0的待定常数).
现在谁能把上面的练习第2题再解答一下?
生:因为渐近线方程是x±2y=0,所以双曲线方程为
x2-4y2=C.
∴ 双曲线方程为x2-4y2=4.
∴ 双曲线方程为x2-4y2=-4.
[建立解题法则,既使解题比较方便,又使学生得到解题能力的培
养.]
五、巩固应用
师:前面我们讲述了双曲线渐近线的定义和法则,下面大家使用
定义或者法则再做两个练习.
2.证明:双曲线上任一点到两渐近线的距离之积是个常数.
(练习毕,由学生回答,教师总结解题步骤.)
师:解练习 1的方法有两种.一是直接运用定义.
由双曲线求渐近线:
由渐近线求双曲线:
二是直接运用法则.
练习 2的解法如下:
六、布置作业
课本练习;略.
教案说明
(1)本课教材内容不难接受,但教学中如何引出渐近线以致不感到
突然,我采取了进一步缩小双曲线所在范围的方法,引出了渐近线.至
于课题的引出,也是顺应认识的需要,为了对双曲线作深入的研究.我
认为这些做法都是比较自然的.
(2)本课的基础内容,一是定义和法则,二是双曲线与其渐近线的
互求的方法.
本教案既注意狠抓基础,也注意综合提高.
(3)本教案建立了一个法则,作为定义的补充,也是为了解题的方
便,建立法则的过程,也是学生提高观察能力、归纳总结能力的一种训
练.