人教课标版高中数学选修4-4《平面直角坐标系》教案-新版

标系,则A(3,0),B(-3,0),C(-5,23). ∵|PB|=|PC|,

∴点P在线段BC的垂直平分线上. kBC=-3,线段BC的中点D(-4,3), ∴直线PD的方程为y-3=又|PB|-|PA|=4,

∴点P在以A,B为焦点的双曲线的右支上, x2y2

双曲线方程为4-5=1(x≥2). 联立①②,解得P点坐标为(8,53), 53

∴kPA==3.

8-3

因此甲舰行进的方位角为北偏东30°.

【思路点拨】本题的关键在于确定商船相对于甲舰的相对位置,因此不妨用点A、B、C表示甲舰、乙舰、丙舰,建立适当坐标系,求出商船与甲舰的坐标,问题可解. 【答案】甲舰行进的方位角为北偏东30°.

【设计意图】从生活实例到数学问题,体会坐标法的提炼、抽象过程. ●活动② 归纳梳理、理解提升

通过实例,合理建立坐标系是解决此类问题的关键,如果坐标系建立得合理,可以简化我们的计算,并且使问题的结论清晰明了、具体形象,那么利用坐标法解决问题的基本步骤是什么呢?

坐标法解决几何问题的“三部曲”:

第一步:建立适当的坐标系,用坐标和方程表示问题中涉及的几何元素,将几何问题转化为代数问题;

第二步:通过代数运算,解决代数问题; 第三步:把代数运算结果“翻译”成几何结论.●活动③ 学以致用,理论实践

例2 已知△ABC的三边 a,b,c满足 b2?c2?5a2 , 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

1

(x+4).① 3

y E C x

OA F B与CF的位置关系.

【知识点】平面直角坐标系,轨迹方程 【数学思想】数形结合 【解题过程】

解: 如图, 以△ABC的顶点A为原点O, 边AB所在的直线为x轴, 建立直角坐标系. 由已知, 点A,B,F的坐标分别为

cxyA(0,0),B(c,0)F(,0),设点C的坐标为(x,y),点E的坐标为(,).由b2?c2?5a2可得

222AC?AB?5BC

222即 x2?y2?c2?5(x?c)2?y2,整理得2x2?2y2?2c2?5cx?0

xyc因为 BE?(?c,),CF?(?x,?y)

2221所以BE?CF??(2x2?2y2?2c2?5cx)?0

4??由此,BE与CF相互垂直.

【思路点拨】建立坐标系,把实际问题转化为数学问题. 【答案】BE与CF相互垂直.

同类训练 已知正三角形ABC的边长为a,在平面上求一点P,使|PA|2+|PB|2+|PC|2最小,并求出此最小值.

【知识点】平面直角坐标系 【数学思想】数形结合思想

【解题过程】 如右图,以BC所在直线为x轴,BC的垂直平分线为y轴建立直角坐标系,则A(0,

3aa a),B(-,0),C(,0). 222

设P(x,y),则|PA|2+|PB|2+|PC|2 =x2+(y-3aa a)2+(x+)2+y2+(x-)2+y2 2222

5a23222

=3x+3y-3ay+=3x2+3(y-a)+a≥a,

462

当且仅当x=0,y=

3a时,等号成立,6

3a),是正三角形ABC的中心. 6∴所求最小值为a2,此时P点坐标为P(0,

【思路点拨】建立适当的平面直角坐标系,把几何问题转化为代数问题,从而简化问题 【答案】所求最小值为a2,此时P点坐标为P(0,

3a),是正三角形ABC的中心 6【设计意图】通过把平面几何的问题转化为代数问题,认识坐标法思想的优势. 探究二 探究平面直角坐标系中的伸缩变换 ●活动① 温故知新、提炼概念

在三角函数图像的学习中,我们研究过下面一些问题:

你还能分析出由正弦曲线y?sinx怎样得到曲线y?sin2x吗?

在由正弦曲线y?sinx上任取一点P(x,y),保持纵坐标y不变,将横坐标x缩为原来的的到曲线y?sin2x.

从坐标系中的点的对应关系出发,你认为“保持纵坐标y不变,将横坐标x缩为原来的实质是什么?(讨论)

即,设P(x,y)为平面直角坐标系中任意一点,保持纵坐标y不变,将横坐标x缩为原来的

1??x??x得到点P?(x?,y?),则?2 ①

??y??y1,21”的21,就2我们把①式叫做平面直角坐标系中的一个坐标压缩变换.

【设计意图】通过对三角函数图像的变换的回顾,为后面一般图形的伸缩变换表示做好铺垫. ●活动② 温故知新、提炼概念

那么如何由正弦曲线y?sinx怎样得到曲线y?3sinx呢?

在由正弦曲线y?sinx上任取一点P(x,y),保持横坐标x不变,将纵坐标y伸长为原来的3倍,就的到曲线y?3sinx.

从坐标系中的点的对应关系出发,你认为“保持横坐标x不变,将纵坐标y伸长为原来的3倍”的实质是什么?(讨论)

即,设P(x,y)为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伸长为原来的3

?x??x???倍,得到点P(x,y),则? ②

?y?3y?我们把②式叫做平面直角坐标系中的一个坐标伸长变换.

【设计意图】通过对三角函数图像的变换的回顾,为后面一般图形的伸缩变换表示做好铺垫. ●活动③ 巩固理解、提炼概念

同理,由正弦曲线y?sinx怎样得到曲线y?3sin2x呢?

这个可以认为是是上述两个的“合成”,即先保持纵坐标y不变,将横坐标x缩为原来的再保持横坐标x不变,将纵坐标y伸长为原来的3倍,就可得曲线y?3sin2x.

类比上述情况,即 :设平面直角坐标系中任意一点P(x,y)经过上述变换后为点P?(x?,y?),那

1 ③ 么?

?x??x?2???y?3y

1,2我们把③式叫做平面直角坐标系中的坐标伸缩变换. 一般地,设P(x,y)是平面直角坐标系中的任意一点,在变换

?x????x(??0) ?:??y????y(??0)的作用下,点P(x,y)对应点P?(x?,y?),称?为平面直角坐标系中的坐标伸缩变换,简称伸缩变换.

【设计意图】通过对前面的总结,发现一般情况,从而得出伸缩变换的概念. 活动④ 巩固基础,检查反馈

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