直线与椭圆的位置关系导学案

直线与椭圆的位置关系导学案

教学目标：
（1）会判断直线与椭圆的位置关系,理解直线与椭圆相交所得的弦长公式;
（2）通过求弦长具体实例，发现求弦长的一般规律，体验从特殊到一般的认识规律；
（3）通过几何关系与代数运算的不断转化，感悟解析几何基本思想，培养学生逻辑推理能力和运算能力.
教学重点：直线与椭圆的弦长公式探究
教学难点：从特殊到一般规律的发现，“数”和“形”之间的相互转化.
教学过程：
教师：直线与圆有哪些位置关系？如何判断？
学生：直线与圆的位置关系及其判定：
几何方法： 相离、 相切、 相交.
代数方法：方程组 无解相离、有唯一解相切、有两组解相交.
教师：由于圆的特殊性，几何方法显得简单，而代数方法具有一般性.自然引出下面问题.类比直线和圆，直线与椭圆有哪些位置关系？
（板书： ： ，e: ）
学生：直线与椭圆有三种位置关系：相离、相切、相交.或直线与椭圆的公共点个数可能是零个、一个、两个.
教师：当直线与椭圆没有公共点时，称直线与椭圆相离；当有一个公共点时，称直线与椭圆相切，这条直线叫椭圆的一条切线；当直线与椭圆有两个公共点时，称直线与椭圆相交.（板书：相离、相切、相交）
      板书课题：直线椭圆位置关系
教师：请大家研究下面问题如何解决
判断出直线 与椭圆e： 的位置关系是_______
学生1：画图，直线与y的交点（0, 1）在椭圆内部，所以直线与椭圆相交.
学生2：由（板书） ，得 ,
 ，直线与椭圆相交.

教师：（学生思考解答时，教师画出椭圆）学生1的方法简捷明了，使得我们对问题有了直观的认识，为什么多数同学没有这样解答呢？从“数形结合”是思考问题的首选。
但我们的认识不能停留在此，要进一步深入；如果将直线改为 ，在化草图的情况下方法1就不适合了，而方法2具有一般性.（板书
 消去y得 ， .
 时相离、 时相切、 时相交。
教师：上述问题中，设直线与椭圆交于a,b两点，你如何求线段ab的长|ab|呢？
（学生独立解答教师巡视）运算过程中想一想能否优化运算过程，简化运算。
教师提示.
发现下面三种运算，请该生板书
学生1： ， ；
        a（ ， ），b（ ， ）.
|ab|=
 .
学生2： ， ；
        a（ ， ），b（ ， ）.
|ab|=
 = .
学生3： ， ；
          =
|ab|=
= .
教师：运算是一件既容易又困难的工作，容易是指谁都会算，困难是指算得既简洁又准确。学生2注意到提取公因数，比学生1的算法要简单；学生3（如果没有学生这样做，老师从学生2中引导出来）注意到 与 之间关系，使得要研究4个未知量的问题转化为两个未知量的问题。同过大家的实践，可以发现对于直线上两点 ，结论  。这是由于直线上点的横纵坐标是线性变化的。
      大家再仔细观察解题过程，还能发现那些结论？
学生：在|ab|= 中， ；（ ）
教师：上述结论是偶然还是必然？能否推广到一般情况使得我们连两个未知数 都可以不求了？
学生：当直线与椭圆相交时|ab|=  成立。