求曲线的方程教案 2
教学目标
(1)明确求曲线的方程的重要步骤,会用直接法求简单曲线的方程.
(2)掌握建立适当的坐标系求动点轨迹的方法,逐步拓宽思路,积
累技巧.
(3)逐步熟悉用代数方法解决几何问题的思维方式,理解应用解析
几何的基本思想.
教学重点与难点
重点:用直接法求曲线方程,掌握其基本思路和步骤.
难点:用坐标表示条件P(M),列出方程f(x,y)=0.
教学过程设计
(一)学生阅读课文(P83求曲线的方程例2前)
阅读思考题:
(1)什么是“坐标法”?“坐标法”研究问题的核心思想是什么?
(2)“解析几何”是一门怎样的学科?它研究的主要问题是什么?
(二)导入新课
我们已经建立了曲线的方程、方程的曲线的概念,利用这两个重要
概念,就可以借助坐标系,用坐标表示点,把曲线看成满足某种条件的
点的集合或轨迹.用曲线上点的坐标(x,y)所满足的方程f(x,y)=0
表示曲线,通过研究方程的性质,来研究曲线的性质.这种借助坐标系
研究几何图形的方法叫做坐标法.
“坐标法”研究问题的核心思想是用代数方法研究几何问题.
“解析几何”就是用代数方法研究几何问题的一门数学学科.平
面解析几何研究的主要问题是:
(1)根据已条条件,求出表示平面曲线的方程.
(2)通过方程,研究平面曲线的性质.
下面我们通过研究几个具体例子,来掌握这一方法.
研究题1 设 A、B两点的坐标是(-1,-1)、(3,7),求线段AB的垂
直平分线的方程.
分析:在坐标系中作出图形,明确已知条件,和要求的曲线的方程.
在所求曲线上取动点M(x,y),运用已知条件P(M),建立方程f(x,y)
=0.
解:设M(x,y)是线段AB垂直平分线上的任意一点,则
平方整理得 x+2y-7=0.
这就是线段AB的垂直平分线l的方程,f(x,y)=x+2y-7=0.
现在我们来证明:l是方程x+2y-7=0的曲线,x+2y-7=0是
曲线l的方程.
(1)在线段AB的垂直平分线l上,任取一点M1(x1,y1),
整理得 x1+2y1-7=0.
M1(x1,y1)是方程x+2y-7=0的解.
这就证明了(纯粹性),垂直平分线l上每一点的坐标,无一例外地
都是方程f(x,y)=x+2y-7=0的解.
(2)设点M1的坐标(x1,y1)是方程x+2y-7=0的解,
则 x1+2y1-7=0,x1=7-2y1.
这就证明了(完备性),以方程x+2y-7=0的解为坐标的点无一遗
漏地都在曲线l上.
由(1),(2)证明3方程x+2y-7=0是线段AB的垂直平分线的方程.
研究题2,点M与两条互相垂直的直线的距离的积是常数K(K>
0),求点M的轨迹方程.
分析:这一问题没有给出坐标系,需要自己去建立.在建立坐标系
时,一定要把两坐标轴和原点选在恰当的位置,使点的坐标尽量简单,
这样可以减少运算量.
解:取已知两条互相垂直的直线为坐标轴,交点为原点,建立直角
坐标系.设动点M的坐标为(x,y).
点M到x轴,y轴的距离分别是它的纵坐标和横坐标的绝对值,即|
x|=|MR|,|y|=|MQ|.
根据已知条件,|MR|·|MQ|=K,即|x|·|y|=K.
∴xy=±K.
下面证明方程xy=±K是所求轨迹的方程.
(1)在轨迹上任取一点M1(x1,y1),过M1作两轴的垂线,垂足分别
为Q、R,则|x1|=|MR|,|y1|=|MQ|,|MR|·|MQ|=K,即|x1|·|y1|
=K,x1y1=±K,M1(x1,y1)是方程xy=±K的解.
这就证明了(纯粹性),轨迹上每一点的坐标,无一例外地都是方程
xy=±K的解.
(2)设点M1的坐标(x1,y1)是方程xy=±K的解,则x1y1=±K,即|
x1|-|y1|=K而|x1|,|y1|正是点M到纵轴,横轴的距离,因此点M,到
这两条直线的距离的积是常数K,点M1在轨迹曲线上.
由(1),(2)证明3,方程xy=±K是所求轨迹的方程.
通过以上两个问题的研究,我们可以看出求曲线方程的一般步骤是:
(1)建立适当的坐标系,用有序实数对(x,y)表示曲线上任意一点
M的坐标.
(2)写出适合条件P的点M的集合,P={M|P(M)}.
(3)用坐标表示条件P(M),列出方程f(x,y)=0.
(4)化方程f(x,y)=0为最简形式.
(5)证明化简后的方程的解为坐标的点都是曲线上的点.一般情况
下,如果化简前后方程的解集是相同的,步骤(5)可省略不答,如有特
殊情况,可适当说明.
研究题3:已知一条曲线在x轴的上方,它上面的每一点到点
A(0,2)的距离减去它到x轴的距离的差都是2,求这条曲线的方程.
解:设点P(x,y)是这条曲线上的任意一点.
P点到x轴的距离:|PB|=y,(P点在x轴的上方),
(三)课堂练习
课本练习 2
解:设动点M的坐标为(x,y).
M与 x轴的距离:|MB|=|y|.
平分整理,曲线方程为x2-8y+16=0.
(四)作业
习题7.6 3,4,5,6