椭圆的参数方程中θ是如何被找到的?(课堂实录:高中数学)

师:(回顾)圆心在原点的圆的参数方程是什么?其参数的几何意义是什么?

生:

师:在推导该参数方程时我们使用到了三角函数中的哪一个等式?

生:

师:试利用(*)猜测椭圆的一个参数方程。

师:很好,这是一个很好的类比思路。那这里的参数θ的几何意义与圆的一样吗?

学生作图后,发现不一样

师:我们如何在椭圆中构造θ角?

学生思考后无思路。

师:我们不妨从简单入手,也就是让θ为锐角,然后观察式子 :

类似于圆,我们在直角三角形中来构造θ。

师:如图,作出x。要构造θ,需要在OM的基础上,构造直角三角形,使其斜边为a,邻边为OM.那斜边在哪里?对应的直角三角形又在哪里?

生:以a为半径,过圆心O作圆,并延长MP,交于点R。斜边为RO,直角三角形为RT△ROM.

师:很好,那这样对应的θ是哪一个角?

生:∠ROM

师:嗯。这是一个大胆的猜测。下面我需要来进一步验证它是否正确。 用同样的方式我们来看

中的θ是否也为∠ROM?

师:哪位同学来说一下你的思路?

生:首先,我们需要在图中找到y,也就是过P作y轴的垂线PN,则ON=y为对边。然后,需要找到b所对应的线段(斜边)。它们都在以θ为锐角的直角三角形中。但是我不知道怎么找斜边?

师:思考在之前我们是怎么找到斜边OR的?

生:晓得了。我们可以以O为圆心,b为半径作圆。与NP交于点S。只要证明点S在OR上就可以了。

师:为什么?

师:方向对了。那如何证明点S在OR上呢?

生:用坐标法。算出直线OR的方程及点S的坐标。证明点S的坐标满足直线OR的方程即可。

师:很好,还有没有更好的方法呢?这留给大家下去完成。

师:上面我们探究得到了θ角的几何意义。那哪位同学来给我们总结一下——如何找出θ角呢 ?

生:以O为圆心,a和b为半径作两同心圆。在大圆上任取一点R,连结OR,交小圆于点S,分别过点R、点N作x轴、y轴的垂线,交椭圆于点P. 则∠ROM为椭圆上点P对应参数θ。

完毕!

本课特点:从圆的参数方程出发,猜测椭圆的一个参数方程,并逐步探究出椭圆的参数方程中,参数θ的几何表示。进一步给出严格证明。最后,再回归椭圆,引导学生总结出如何快速作出θ角的方法。

专栏
数学课本中的公式、定理历史溯源
(0)

相关推荐