高中数学选修4-4全套教案

第1页共33页高中数学选修4-4全套教案第一讲坐标系一平面直角坐标系课题：1、平面直角坐标系教学目的：知识与技能：回顾在平面直角坐标系中刻画点的位置的方法能力与与方法：体会坐标系的作用情感、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。教学重点：体会直角坐标系的作用教学难点：能够建立适当的直角坐标系,解决数学问题授课类型：新授课教学模式：启发、诱导发现教学.教具：多媒体、实物投影仪教学过程：一、复习引入：情境1：为了确保宇宙飞船在预定的轨道上运行，并在按计划完成科学考察任务后，安全、准确的返回地球，从火箭升空的时刻开始，需要随时测定飞船在空中的位置机器运动的轨迹。情境2：运动会的开幕式上常常有大型团体操的表演，其中不断变化的背景图案是由看台上座位排列整齐的人群不断翻动手中的一本画布构成的。要出现正确的背景图案，需要缺点不同的画布所在的位置。问题1：如何刻画一个几何图形的位置？问题2：如何创建坐标系？二、学生活动学生回顾刻画一个几何图形的位置，需要设定一个参照系1、数轴它使直线上任一点P都可以由惟一的实数x确定2、平面直角坐标系在平面上，当取定两条互相垂直的直线的交点为原点，并确定了度量单位和这两条直线的方向，就建立了平面直角坐标系。它使平面上任一点P都可以由惟一的实数对（x,y）确定3、空间直角坐标系在空间中，选择两两垂直且交于一点的三条直线，当取定这三条直线的交点为原点，并确定了度量单位和这三条直线方向，就建立了空间直角坐标系。它使空间上任一点P都可以由惟一的实数对（x,y,z）确定三、讲解新课：1、建立坐标系是为了确定点的位置，因此，在所建的坐标系中应满足：任意一点都有确定的坐标与其对应；反之，依据一个点的坐标就能确定这个点的位置第2页共33页2、确定点的位置就是求出这个点在设定的坐标系中的坐标四、数学运用例1选择适当的平面直角坐标系，表示边长为1的正六边形的顶点。*变式训练如何通过它们到点O的距离以及它们相对于点O的方位来刻画,即用”距离和方向”确定点的位置？例2已知B村位于A村的正西方1公里处,原计划经过B村沿着北偏东600的方向设一条地下管线m.但在A村的西北方向400米出,发现一古代文物遗址W.根据初步勘探的结果,文物管理部门将遗址W周围100米范围划为禁区.试问:埋设地下管线m的计划需要修改吗?*变式训练1．一炮弹在某处爆炸,在A处听到爆炸的时间比在B处晚2s,已知A、B两地相距800米，并且此时的声速为340m/s,求曲线的方程2．在面积为1的PMN中，2tan,21tanMNPPMN，建立适当的坐标系，求以M，N为焦点并过点P的椭圆方程例3已知Q（a,b）,分别按下列条件求出P的坐标（1）P是点Q关于点M（m,n）的对称点（2）P是点Q关于直线l:x-y+4=0的对称点（Q不在直线1上）*变式训练用两种以上的方法证明：三角形的三条高线交于一点。思考通过平面变换可以把曲线14)1(9)1(22yx变为中心在原点的单位圆，请求出该复合变换？四、巩固与练习五、小结：本节课学习了以下内容：1．如何建立直角坐标系；2．建标法的基本步骤；3．什么时候需要建标。五、课后作业：课本P14页1，2，3，4六、课后反思：第3页共33页建标法，学生学习有印象，但没有主动建标的意识，说明学生数学学习缺乏系统性，需要加强训练。课题：2、平面直角坐标系中的伸缩变换教学目标：知识与技能：平面直角坐标系中的坐标变换过程与方法：体会坐标变换的作用情感、态度与价值观：通过观察、探索、发现的创造性过程，培养创新意识教学重点：理解平面直角坐标系中的坐标变换、伸缩变换教学难点：会用坐标变换、伸缩变换解决实际问题授课类型：新授课教学措施与方法：启发、诱导发现教学.教学过程：一、阅读教材P4—P8问题探究1：怎样由正弦曲线sinyx得到曲线sin2yx？思考：“保持纵坐标不变横坐标缩为原来的一半”的实质是什么？问题探究2：怎样由正弦曲线sinyx得到曲线3sinyx？思考：“保持横坐标不变纵坐标缩为原来的3倍”的实质是什么？问题探究3：怎样由正弦曲线sinyx得到曲线3sin2yx？二、新课讲解：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注（1）（2）把图形看成点的运动轨迹，平面图形的伸缩变换可以用坐标伸缩变换得到；（3）在伸缩变换下，平面直角坐标系不变，在同一直角坐标系下进行伸缩变换。例1、在直角坐标系中，求下列方程所对应的图形经过伸缩变换''23xxyy后的图形。（1）2x+3y=0;(2)221xy例2、在同一平面坐标系中，经过伸缩变换yyxx,3后，曲线C变为曲线9922yx，求曲线C的方程并画出图象。三、知识应用：1、已知xxfxxfsin)(,sin)(21（)0)(2xf的图象可以看作把)(1xf的图象在其所'(0):'(0)xxyy0,0第4页共33页在的坐标系中的横坐标压缩到原来的31倍（纵坐标不变）而得到的，则为（）A．21B.2C.3D.312、在同一直角坐标系中，经过伸缩变换yyxx35后，曲线C变为曲线22281,xy则曲线C的方程为（）A．2225361xyB.2291001xyC．2210241xyD.22281259xy3、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yyxx3121后的图形。（1）;025yx（2）122yx。四、知识归纳：设点P（x,y）是平面直角坐标系中的任意一点，在变换),0(,),0(,:yyxx的作用下，点P(x,y)对应到点),(yxP，称为平面直角坐标系中的坐标伸缩变换五、作业布置：1、抛物线24yx经过伸缩变换1413xxyy后得到2、把圆2216xy变成椭圆22116yx的伸缩变换为3、在同一坐标系中将直线321xy变成直线''22xy的伸缩变换为4、把曲线3sin2yx的图象经过伸缩变换124xxyy得到的图象所对应的方程为5、在同一平面直角坐标系中，经过伸缩变换212xxyy后，曲线C变为221640xyx，则曲线C的方程六、反思：第5页共33页二极坐标系课题：1、极坐标系的的概念教学目的：知识目标：理解极坐标的概念能力目标：能在极坐标系中用极坐标刻画点的位置，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.德育目标：通过观察、探索、发现的创造性过程，培养创新意识。教学重点：理解极坐标的意义教学难点：能够在极坐标系中用极坐标确定点位置授课类型：新授课教学模式：启发、诱导发现教学.教具：多媒体、实物投影仪教学过程：一、复习引入：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？该位置惟一确定吗？（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？这一思考，能让学生结合自己熟悉的背景，体会在某些情况下用距离与角度来刻画点的位置的方便性，为引入极坐标提供思维基础．二、讲解新课：从情镜2中探索出：在生活中人们经常用方向和距离来表示一点的位置。这种用方向和距离表示平面上一点的位置的思想，就是极坐标的基本思想。1、极坐标系的建立：在平面上取一个定点O，自点O引一条射线OX，同时确定一个单位长度和计算角度的正方向（通常取逆时针方向为正方向），这样就建立了一个极坐标系。（其中O称为极点，射线OX称为极轴。）2、极坐标系内一点的极坐标的规定对于平面上任意一点M，用表示线段OM的长度，用表示从OX到OM的角度，叫做点M的极径，叫做点M的极角，有序数对（，）就叫做M的极坐标。特别强调：由极径的意义可知≥0;当极角的取值范围是[0,2)时,平面上的点(除去极点)就与极坐标（，）建第6页共33页立一一对应的关系.们约定,极点的极坐标是极径=0,极角是任意角.3、负极径的规定在极坐标系中，极径允许取负值，极角也可以去任意的正角或负角当＜0时，点M（，）位于极角终边的反向延长线上，且OM=。M（，）也可以表示为))12(,()2,(kk或)(zk4、数学应用例1写出下图中各点的极坐标（见教材14页）A（4，0）B（2）C（）D（）E（）F（）G（）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？③不同的极坐标是否可以写出统一表达式约定：极点的极坐标是=0，可以取任意角。变式训练在极坐标系里描出下列各点A（3，0）B（6，2）C（3，2）D（5，34）E（3，65）F（4，）G（6，35点的极坐标的表达式的研究例2在极坐标系中，(1)已知两点P（5，45），Q)4,1(，求线段PQ的长度；(2)已知M的极坐标为（，）且=3，R，说明满足上述条件的点M的位置。变式训练1、若ABC的的三个顶点为.),67,3(),65,8(),25,5(判断三角形的形状CBA2、若A、B两点的极坐标为),(),,(2211求AB的长以及AOB的面积。（O为极点）例3已知Q（，），分别按下列条件求出点P的极坐标。（1）P是点Q关于极点O的对称点；（2）P是点Q关于直线2的对称点；（3）P是点Q关于极轴的对称点。变式训练1.在极坐标系中,与点)6,8(关于极点对称的点的一个坐标是())6,8(),65,8(),65,8(),6,8(DCBA2在极坐标系中，如果等边ABC的两个顶点是),45,2(),4,2(BA求第三个顶点C的坐标。三、巩固与练习四、小结：本节课学习了以下内容：1．如何建立极坐标系。2．极坐标系的基本第7页共33页要素是：极点、极轴、极角和度单位。3．极坐标中的点与坐标的对应关系。五、课后作业：六．课后反思：本节学习内容对学生来说是全新的，因而学生学习的兴趣很浓，课堂气氛很好。部分学生还未能转换思维，感到有点吃力。后续教学还要加强基础训练。课题：2、极坐标与直角坐标的互化教学目的：知识目标：掌握极坐标和直角坐标的互化关系式能力目标：会实现极坐标和直角坐标之间的互化德育目标：通过观察、探索、发现的创造性过程，培养创新意识。教学重点：对极坐标和直角坐标的互化关系式的理解教学难点：互化关系式的掌握授课类型：新授课教学模式：启发、诱导发现教学.教具：多媒体、实物投影仪教学过程：一、复习引入：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)3,1(，这个点如何用极坐标表示？学生回顾理解极坐标的建立及极径和极角的几何意义正确画出点的位置，标出极径和极角，借助几何意义归结到三角形中求解二、讲解新课：直角坐标系的原点O为极点，x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),(yx和),(，则由三角函数的定义可以得到如下两组公式：{sincosyx{xyyxtan222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≥0，0≤≤2。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.三．举例应用：例1．（1）把点M的极坐标)32,8(化成直角坐标（