(一)创设问题情境,激活已有认知结构
探究活动如图4。2。1,点F1是平面内的定点,圆F1的半径为定长2a,F2是圆F1内一个定点,|F1F2|=2c(c>0),c为常数,P是圆上任意一点。过线段F2P的中点H作线段F2P的垂直平分线l交直线F1P于点M,当点P在圆F1上运动时,请思考、探究下列问题。
问题1猜想点H的轨迹是什么?证明你的猜想。
问题2如何求点H轨迹的标准方程?
图4。2。1
图4。2。2
图4。2。3
图4。2。4
学生1当点P在圆F1上运动时,点H的轨迹是圆。
教师追问你能确定圆心的位置吗?
学生1如图4。2。2,因为F1,F2是定点,所以线段F1F2是定线段,线段F1F2的中点O也是定点。
学生1给出问题1证明1如图4。2。3,连接F1F2,取F1F2的中点O,连接OH,
所以平面内动点H到定点O的距离等于定长a。(圆上的点所满足的几何条件)
所以点H的轨迹是圆。
教师追问还有其他解法吗?
学生2给出问题1证明2以经过两定点F1,F2的直线为x轴,以定点F1为原点,建立平面直角坐标系xOy,则F1(0,0),F2(2c,0),圆F1的方程为x2+y2=4a2,设P(x1,y1),H(x,y),
所以,点H的轨迹是以(c,0)为圆心,以a为半径的圆。
教师如图4。2。4,
(1)以经过两定点F1,F2的直线为x轴,线段F1F2的垂直平分线为y轴,建立直角坐标系xOy。设H(x,y)是圆上的任意一点。
(2)由圆的定义,圆就是集合P={H||HO|=a。
(4)将上式两边平方,得x2+y2=a2。
①
(5)从上述过程可以看到,圆上任意一点的坐标都满足方程①,以方程①的解(x,y)为坐标的点到圆心O的距离为a,即以方程①的解为坐标的点都是在圆上,由曲线与方程的关系可知,方程①是圆的方程。
小结求曲线方程的一般步骤详见教材第36页。
(1)建系、设点;
(2)写点集;
(3)列方程;
(4)化简方程;
(5)说明。
简称:“建设(写)列化(说)”。
教师活动