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二中高二数学选修4-4导学案 编号：15-12-11-603 新课标人教A版选修4-4 第一讲 坐标系 导学案 §4.1.1—第一课 平面直角坐标系 本课提要：本节课的重点是体会坐标法的作用，掌握坐标法的解题步骤，会运用坐标法解决实际问题与几何问题. 课前小测 一、 œ温故而知新 1．到两个定点A（-1，0）与B（0，1）的距离相等的点的轨迹是什么？ 2．在⊿ABC中，已知A（5，0），B（-5，0），且，求顶点C的轨迹方程. 典型问题 二、 œ重点、难点都在这里 【问题1】：某信息中心接到位于正东、正西、正北方向三个观测点的报告：正西、正北两个观测点同时听到一声巨响，正东观测点听到巨响的时间比它们晚4s.已知各观测点到中心的距离都是1020m.试确定巨响发生的位置.（假定声音传播的速度为340m/s，各观测点均在同一平面上.）（详解见课本） 【问题2】：已知⊿ABC的三边满足，BE，CF分别为边AC，AB上的中线，建立适当的平面直角坐标系探究BE与CF的位置关系. 技能训练 三、 œ懂了，不等于会了 4．两个定点的距离为6，点M到这两个定点的距离的平方和为26，求点M的轨迹. 5．求直线与曲线的交点坐标. 6．已知A（-2，0），B（2，0），则以AB为斜边的直角三角形的顶点C的轨迹方程 是 . 8．已知A（-3，0），B（3，0），直线AM、BM相交于点M，且它们的斜率之积为，则 点M的轨迹方程是 . 二中高二数学选修4-4导学案 编号： 平面直角坐标系中的伸缩变换 【基础知识导学】 1、 坐标系包括平面直角坐标系、极坐标系、柱坐标系、球坐标系。 2、 “坐标法”解析几何学习的始终，同学们在不断地体会“数形结合”的思想方法并自始至终强化这一思想方法。 3、 坐标伸缩变换与前面学的坐标平移变换都是将平面图形进行伸缩平移的变换，本质是一样的。 知识要点归纳】 思考1：怎样由正弦曲线y=sinx得到曲线y=sin2x? 坐标压缩变换： 设P(x,y)是平面直角坐标系中任意一点，保持纵坐标不变，将横坐标x缩为原来 1/2，得到点P’(x’,y’).坐标对应关系为： 通常把上式叫做平面直角坐标系中的一个压缩变换。 思考2：怎样由正弦曲线y=sinx得到曲线y=3sinx?写出其坐标变换。 设P(x,y)是平面直角坐标系中任意一点，保持横坐标x不变，将纵坐标y伸长为原来 3倍，得到点P’(x’,y’).坐标对应关系为： 通常把上式叫做平面直角坐标系中的一个伸长变换。 思考3：怎样由正弦曲线y=sinx得到曲线y=3sin2x? 写出其坐标变换。 定义：设P(x,y)是平面直角坐标系中任意一点，在变换的作用下，点P(x,y)对应P’(x’,y’).称为平面直角坐标系中的伸缩变换。 【典型例题】 Y 在同一直角坐标系中，求满足下列图形变换的伸缩变换。 将直线变成直线， 分析：设变换为可将其代入第二个方程，得，与比较，将其变成比较系数得 【解】(1)，直线图象上所有点的横坐标不变，纵机坐标扩大到原来的4倍可得到直线。 达标检测 A1.求下列点经过伸缩变换后的点的坐标： （1） （1，2）； （2） （-2，-1） A2．点经过伸缩变换后的点的坐标是（-2，6），则 ， ； A3．将点（2，3）变成点（3，2）的伸缩变换是（ ） A. B. C. D. A4．将直线变成直线的伸缩变换是 . B6.在平面直角坐标系中，求下列方程所对应的图形经过伸缩变换后的图形： （1）； （2） . 二中高二数学选修4-4导学案 编号： 1.2.1极坐标系的的概念 学习目标 1．能在极坐标系中用极坐标刻画点的位置. 2.体会在极坐标系和平面直角坐标系中刻画点的位置的区别. 学习过程 一、学前准备 情境1：军舰巡逻在海面上，发现前方有一群水雷，如何确定它们的位置以便将它们引爆？ 情境2：如图为某校园的平面示意图，假设某同学在教学楼处。 （1）他向东偏60°方向走120M后到达什么位置？该位置唯一确定吗？ （2）如果有人打听体育馆和办公楼的位置，他应如何描述？ ● 问题1：为了简便地表示上述问题中点的位置，应创建怎样的坐标系呢？ 问题2：如何刻画这些点的位置？ 二、新课导学 ◆探究新知（预习教材P8～P10，找出疑惑之处） 1、如右图，在平面内取一个 ，叫做 ； 自极点引一条射线，叫做 ；再选定一个 ，一个 （通常取 ）及其 （通常取 方向），这样就建立了一个 。 2、设是平面内一点，极点与的距离叫做点的 ，记为 ；以极轴为始边，射线为终边的角叫做点的 ，记为 。有序数对 叫做点的 ，记作 。 3、思考：直角坐标系与极坐标系有何异同？ ___________________________________________. ◆应用示例 例题1：(1)写出图中A，B，C，D，E，F，G各点的极坐标. （2）：思考下列问题，给出解答。 ①平面上一点的极坐标是否唯一？②若不唯一，那有多少种表示方法？ ③坐标不唯一是由谁引起的？④不同的极坐标是否可以写出统一表达式？ ⑤本题点的极坐标统一表达式。 答： ◆反馈练习 O X 在下面的极坐标系里描出下列各点 小结：在平面直角坐标系中，一个点对应 个坐标表示，一个直角坐标对应 个点。极坐标系里的点的极坐标有 种表示，但每个极坐标只能对应 个点。 三、总结提升 1．本节学习了哪些内容？答：能在极坐标系中用极坐标刻画点的位置. 1．已知，下列所给出的能表示该点的坐标的是 A． B． C． D． 2、在极坐标系中,与(ρ,θ)关于极轴对称的点是( ) A、 B、 C、 D、 3、设点P对应的复数为-3+3i，以原点为极点，实轴正半轴为极轴建立极坐标系，则点P的极坐标为（ ） A.(，) B. (，) C. (3，) D. (3，) 4、（课本习题1.2第二题） 二中高二数学选修4-4导学案 编号： 1.2.2. 极坐标与直角坐标的互化 学习目标 1．掌握极坐标和直角坐标的互化关系式。2. 会实现极坐标和直角坐标之间的互化。 学习过程 一、学前准备 情境1：若点作平移变动时，则点的位置采用直角坐标系描述比较方便; 情境2：若点作旋转变动时，则点的位置采用极坐标系描述比较方便。 问题1：如何进行极坐标与直角坐标的互化？ 问题2：平面内的一个点的直角坐标是，这个点如何用极坐标表示？ 二、新课导学 ◆探究新知（预习教材P11～P11，找出疑惑之处） 直角坐标系的原点O为极点，轴的正半轴为极轴，且在两坐标系中取相同的长度单位。平面内任意一点P的指教坐标与极坐标分别为和，则由三角函数的定义可以得到如下两组公式： { { 说明：1、上述公式即为极坐标与直角坐标的互化公式 2、通常情况下，将点的直角坐标化为极坐标时，取≥0，≤<。 3、互化公式的三个前提条件 （1）. 极点与直角坐标系的原点重合;（2）. 极轴与直角坐标系的x轴的正半轴重合; （3）. 两种坐标系的单位长度相同. ◆应用示例 例1．将点的极坐标化成直角坐标。（教材P11例3） 解： 例2．将点的直角坐标化成极坐标（教材P11例4） 解： ◆反馈练习 1．点，则它的极坐标是 A． B． C． D． 2．点的直角坐标是，则点的极坐标为（ ） A． B． C． D． 三、总结提升 1．本节学习了哪些内容？答：极坐标和直角坐标之间的互化。 课后作业 1.若A，B，则|AB|=___5____，=_6_________。（其中O是极点） 2.已知点的极坐标分别为，，，，求它们的直角坐标。 3.已知点的直角坐标分别，，，，为求它们的极坐标。 4.在极坐标系中，已知两点，，求两点间的距离。 二中高二数学选修4-4导学案 编号： 圆的极坐标方程 本课提要：本节课的重点是掌握一些特殊位置下的圆（如过极点或圆心在极点的圆）的极坐标方程. 课前小测 一、 œ温故而知新 1．圆的极坐标方程是 .2．曲线的直角坐标方是 . 典型问题 二 œ重点、难点都在这里 【问题1】：求以点为圆心，为半径的圆C的极坐标方程. 3．求圆心在点（3，0），且过极点的圆的极坐标方程. 4．求以为圆心，4为半径的圆的极坐标方程. 【问题2】：已知圆心的极坐标为，圆的半径为，求圆的极坐标方程. 【问题3】：已知一个圆的极坐标方程是，求圆心的极坐标与半径. 三练习 5．在极坐标系中，求适合下列条件的圆的极坐标方程： （1）圆心在，半径为1的圆；（2）圆心在，半径为的圆. 6．把下列极坐标方程化为直角坐标方程：（1）；（2）. 7．求下列圆的圆心的极坐标：（1）；（2）. 8．求圆的圆心的极坐标与半径. 变式训练 四、 œ试试你的身手呀 9．设有半径为4的圆，它在极坐标系内的圆心坐标是，则这个圆的极坐标方程是 . 10．两圆和的圆心距是 . 11．在圆心的极坐标为，半径为的圆中，求过极点的弦的中点的轨迹. 五、本课小结 你有什么收获？写下你的心得 二中高二数学选修4-4导学案 编号： 直线的极坐标方程 本课提要：本节课的重点是掌握一些特殊位置下的直线（如过极点或垂直于极轴的直线）的极坐标方程. 课前小测 一、 œ温故而知新 1．直线的极坐标方程是 . 2．曲线的直角坐标方程是 . 二、典型例题 【问题1】：求经过极点，从极轴到直线的夹角是的直线的极坐标方程. 练一练： 3．经过极点，且倾斜角是的直线的极坐标方程是 . 4．直线的直角坐标方程是 . 【问题2】：设点P的极坐标为，直线过点P且与极轴所成的角为，求直线的极坐标方程. 三、技能训练 œ懂了，不等于会了 5．在极坐标系中，求适合下列条件的直线的极坐标方程： （1）过极点，倾斜角是的直线；（2）过点，并且和极轴垂直的直线. 6．把下列极坐标方程化为直角坐标方程： （1）；（2）. 7．求下列直线的倾斜角：（1）；（2）. 8．已知直线的极坐标方程为，求点到这条直线的距离. 四、变式训练 œ试试你的身手呀 9．过点，且平行于极轴的直线的极坐标方程为 . 10．直线关于直线对称的直线的极坐标方程为________________ 五、本课小结 你有什么收获？写下你的心得 六、课后作业 11． 直线和直线的位置关系是 ． 12．在极坐标系中，点到直线的距离 . 13．在极坐标系中，若过点（3，0）且与极轴垂直的直线交曲线于A、B两点，则 ． 二中高二数学选修4-4导学案 编号： 柱坐标系与球坐标系简介 本课提要：本节课的重点是了解在柱坐标系、球坐标系中刻画空间中点的位置的方法，并掌握柱坐标、球坐标与直角坐标的互化. 一、课前小测 œ温故而知新 1．如何确定一个圆柱侧面上的点的位置？ 2．如何确定一个球面上的点的位置？ 二、典型例题œ重点、难点都在这里 【问题1】：（1）点A的柱坐标是，则它的直角坐标是 ； （2）点B的直角坐标是，则它的柱坐标是 . 3．点P的柱坐标是，则它的直角坐标是 . 4．点Q的直角坐标是，则它的柱坐标是 . 【问题2】：（1）点A的球坐标是，则它的直角坐标是 ； （2）点B的直角坐标是，则它的球坐标是 . 【问题3】：建立适当的球坐标系，表示棱长为2的正方体的顶点. 技能训练 三、 œ懂了，不等于会了 5．将下列各点的柱坐标化为直角坐标：. 6．将下列各点的球坐标化为直角坐标：. 7．将下列各点的直角坐标化为球坐标：. 8．建立适当的柱坐标系与球坐标系，表示棱长为3的正四面体的四个顶点. 变式训练 四、 œ试试你的身手呀 9．设M的球坐标为，则它的柱坐标为 . 10．在球坐标系中， 与两点间的距离是 . 11．球坐标满足方程的点所构成的图形是什么？并将此方程化为直角坐标方程. 五、本课小结 你有什么收获？写下你的心得 试题链接 六、 走出教材，你真有长进啦 12．点A的柱坐标是，则它的直角坐标是 . 13． 点M的球坐标是，则它的直角坐标是 . 二中高二数学选修4-4导学案 1.1.1参数方程的概念 学习目标 1．通过分析抛射物体运动中时间与物体位置的关系，了解一般曲线的参数方程，体会参数的意义 学习过程 一、学前准备 复习：在直角坐标系中求曲线的方程的步骤是什么？ 二、新课导学 ◆探究新知（预习教材P21～P22，找出疑惑之处） 问题1：由物理知识可知，物资投出机舱后，它的运动是下列两种运动的合成： 问题2：由方程组 ，其中是重力加速度（） 可知，在 的取值范围内，给定 的一个值，由方程组可以 确定的值。 比如，当时， ， 。 归纳：一般地，在平面直角坐标系中，如果曲线上任意一点的坐标都是某个变数的函数（1），并且对于的每个允许值，由方程组（1）所确定的点都在这条曲线上，那么方程（1）叫做这条曲线的参数方程，联系变数的变数叫做参变数，简称参数。相对参数方程而言，直接给出点的坐标间关系的方程叫做普通方程. 说明：（1）一般来说，参数的变化范围是有限制的。 （2）参数是联系变量x，y的桥梁，可以有实际意义，也可无实际意义。 ◆应用示例 例1．已知曲线C的参数方程是 (t为参数) （1）判断点M1(0,1),M2(5,4)与曲线C的位置关系； （2）已知点M3(6,a)在曲线C上，求a的值。 （教材P22例1） 解： ◆反馈练习 1．下列哪个点在曲线上（ ） A．(2,7) B． C． D．(1,0) 三、总结提升 ◆本节小结 1．本节学习了哪些内容？ 答：了解一般曲线的参数方程，体会参数的意义 学习评价 课后作业 1、对于曲线上任一点，下列哪个方程是以为参数的参数方程（ ） A、 B、 C、 D、 2、已知曲线C的参数方程是，且点在曲线C上，则实数的值为（ ） A、 B、 C、 D、无法确定 3、关于参数方程与普通方程，下列说法正确的是（ ） ①一般来说，参数方程中参数的变化范围是有限制的； ②参数方程和普通方程是同一曲线的两种不同表达形式； ③一个曲线的参数方程是唯一的； ④在参数方程和普通方程中，自由变量都是只有一个。 A、① ② B、② C、②③ D、①②④ 4、方程 表示的曲线为（ ） A、一条直线 B、两条射线 C、一条线段 D、抛物线的一部分 二中高二数学选修4-4导学案 编号： 2.1.2圆的参数方程 学习目标 1．通过求做匀速圆周运动的质点的参数方程，掌握求一般曲线的参数方程的基本步骤. 2.熟悉圆的参数方程，进一步体会参数的意义。 学习过程 x y O r M M0 x 一、学前准备 1.在直角坐标系中圆的标准方程和一般方程是什么？ 二、新课导学 ◆探究新知（预习教材P12～P16，找出疑惑之处） 如图：设圆的半径是， 点从初始位置（时的位置）出发，按逆时针方向在圆 上作匀速圆周运动，点绕点转动的角速度为，以圆心为原点，所在的直线为轴，建立直角坐标系。显然，点的位置由时刻惟一确定，因此可以取为参数。如果在时刻，点转过的角度是，坐标是，那么。设，那么由三角函数定义，有 即 这就是圆心在原点，半径为的圆的参数方程，其中参数有明确的物理意义（质点作匀速圆周运动的时刻）。考虑到，也可以取为参数，于是有 ◆应用示例 例1．圆的半径为2，是圆上的动点，是轴上的定点，是的中点，当点绕作匀速圆周运动时，求点的轨迹的参数方程. （教材P24例2） 解： ◆反馈练习 1．下列参数方程中，表示圆心在，半径为1的圆的参数方程为（ ） A、 B、 C、 D、 三、总结提升 ◆本节小结 1．本节学习了哪些内容？ 答：熟悉圆的参数方程，进一步体会参数的意义 学习评价 一、自我评价 课后作业 1．曲线上的点到两坐标轴的距离之和的最大值是（ ） A． B． C．1 D． 2、动点M作匀速直线运动，它在轴和轴方向的分速度分别为和，直角坐标系的单位长度是，点M的起始位置在点处，求点M的轨迹的参数方程。 4、 已知M是正三角形ABC的外接圆上的任意一点，求证 为定值。 新课标第一网 4.（选做题）已知是圆心在，半径为2的圆上任意一点，求的最大值和最小值。 二中高二数学选修4-4导学案 编号： 3.1.3参数方程与普通方程的互化 学习目标 1．明确参数方程与普通方程互化的必要性. 2．掌握参数方程化为普通方程的几种基本方法，能选取适当的参数化普通方程为参数方程. 学习过程 一、 学前准备 复习：1、在解方程组中通常用的消元方法有哪些？ 2. 写出圆的参数方程，圆呢？ 二、新课导学 ◆探究新知（预习教材P24～P26，找出疑惑之处） 问题１：方程表示什么图形？ 问题2：上节课例2中求出点的参数方程是， 那么点的轨迹是什么？ 小结：1.曲线的参数方程和普通方程是曲线方程的不同形式. 2.曲线的参数方程与普通方程一般可以互化. ◆应用示例 例1．把下列参数方程化为普通方程，并说明它表示什么曲线： （１）（为参数） （２）（为参数） 例2 .将椭圆普通方程按以下要求化为参数方程：（1）设 （2） ◆反馈练习 1．把下列的参数方程化为普通方程，并说明它们各表示什么曲线。 （1）） （2） 2．根据下列要求，把曲线的普通方程化为参数方程： １）. 2）已知圆的方程，选择适当的参数将它化为参数方程. 二中高二数学选修4-4导学案 编号： 课题:椭圆的参数方程 一、三维目标 1.知识与技能: (1).椭圆的参数方程. (2).椭圆的参数方程与普通方程的关系。 二、学习重难点 学习重点：椭圆参数方程的推导.参数方程与普通方程的相互转化 学习难点：(1)椭圆参数方程的建立及应用.(2)椭圆的参数方程与普通方程的互化 三、学法指导：认真阅读教材，按照导学案的导引进行自主合作探究式学习 四、知识链接: 将下列参数方程化成普通方程 1 2 五、学习过程 (一)椭圆的参数方程 1焦点在轴: 2焦点在轴: (二)典型例题 例1参数方程与普通方程互化 1把下列普通方程化为参数方程. (1) (2) 2把下列参数方程化为普通方程 (1) (2) A练习：已知椭圆的参数方程为 ( 是参数) ，则此椭圆的长轴长为 ______，短轴长为_______，焦点坐标是________，离心率是_-________。 B例2、在椭圆上求一点P，使P到直线l：的距离最小. C例3、已知椭圆 有一内接矩形ABCD,求矩形ABCD的最大面积。 六、达标检测 ( ) 七、学习小结反思 二中高二数学选修4-4导学案 编号： 课题:双曲线、抛物线的参数方程 一、三维目标 1.知识与技能: (1). 双曲线、抛物线的参数方程. (2). 双曲线、抛物线的参数方程与普通方程的关系。 2.过程与方法: (1). 了解双曲线、抛物线的参数方程，了解参数方程中系数的含义． (2)．通过学习双曲线、抛物线的参数方程，进一步完善对双曲线、抛物线的认识，理解参数方程与普通方程的相互联系．并能相互转化．提高综合运用能力 3.情感态度价值观:使学生认识到事物的表现形式可能不止一种。 二、学习重难点 学习重点：双曲线、抛物线参数方程的推导 学习难点：(1) 双曲线、抛物线参数方程的建立及应用.(2) 双曲线、抛物线的参数方程与普通方程的互化 三、学法指导：认真阅读教材，按照导学案的导引进行自主合作探究式学习 四、知识链接: 焦点在上的椭圆的参数方程________________________________________ 焦点在上的椭圆的参数方程________________________________________ 五、学习过程（阅读教材29-34完成） (一)双曲线的参数方程 1双曲线的参数方程___________________________ 注：（1）的范围__________________________ （2）的几何意义___________________________ 2双曲线的参数方程___________________________ (二)抛物线的参数方程 抛物线的参数方程___________________________ (三)典型例题 B x y o A M 、 六、达标检测 七、学习小结反思 二中高二数学选修4-4导学案 编号： 直线的参数方程(第一课时) 三维目标: 知识与技能：了解直线参数方程的条件及参数的意义 过程与方法：能根据直线的几何条件,写出直线的参数方程及参数的意义 情感、态度与价值观：通过观察、探索、发现的创造性过程，培养创新意识。 学习重点：参数的含义，直线单位方向向量的含义。 学习难点：如何引入参数，理解和写直线单位方向向量 学法指导：认真阅读教材，按照导学案的导引,深刻领会数学方法,认真思考、独立规范作答。 知识链接: 我们学过的直线的普通方程都有哪些? 学习过程: 问题1已知一条直线过点,倾斜角,求这条直线方程。 问题2在直线上，任取一个点，求坐标。 问题3试用直线的倾斜角表示直线的方向单位向量。 问题4设，则与具有什么位置关系？用能否表示出这种关系。 问题5通过坐标运算，用，，把在直线上，任取一点的坐标表示出来 即过定点倾斜角为的直线的参数方程： 问题6在直线的参数方程中，哪些是变量，哪些是常量？ 问题7 问题8参数的取值范围是什么？分别代表什么含义？ 练习:A1、直线(为参数)的倾斜角是( ) A, B, C, D, A2、求直线的一个参数方程。 A3、若点是极坐标方程为的直线与参数方程为（为参数）的曲线的交点，则点的坐标为 . B例1：已知直线与抛物线交与两点，求线段的长度和点到的距离之积. 问题9直线与曲线交于两点,对应的参数分别为, (1)曲线的弦的长是多少? (2)线段的中点对应的参数的值是多少? 课堂小结 课堂反思： 二中高二数学选修4-4导学案 编号： 直线的参数方程(第二课时) 三维目标: 知识与技能：了解直线参数方程的条件及参数的意义 过程与方法：能根据直线的几何条件,写出直线的参数方程及参数的意义 情感、态度与价值观：通过观察、探索、发现的创造性过程，培养创新意识。 学习重点：参数的含义，直线单位方向向量的含义。 学习难点：如何引入参数，理解和写直线单位方向向量 学法指导：认真阅读教材，按照导学案的导引,深刻领会数学方法,认真思考、独立规范作答。 知识链接: 1、直线参数方程的形式。 2、参数t的几何意义 . B例1、已知直线L:x+y-1=0与抛物线x2+y2=4交与A、B两点，求AB的长和M(-1,2)到A、B两点距离之和与距离之积。 C例2、当前台风中心P在某海滨城市O向东300km处生成，并以40km/h的速度向西北方向移动，已知距台风中心250km以内的地方都属于台风侵袭的范围，那么经过多长时间后，该城市开始受到台风侵袭？ 训练： A1、若点是极坐标方程为的直线与参数方程为（为参数）的曲线的交点，则点的坐标为 . B2、直线L经过点 、倾斜角为 （1）求直线的参数方程； （2）求直线和直线 的交点到点 的距离； （3）求直线和圆的两个交点到点 的距离的和与积. C3、经过点M（2,1）作直线L，交椭圆于A，B两点，如果点M恰好为线段AB的中点，求直线L的方程。 课堂小结： 课后反思：