高中 数学 探究发现活动 挑战难度 圆锥曲线

细绳作图焦点的位置的变化规律探究

细绳作图 · 焦点的位置 · 数形结合

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以 细绳作图 为对象,用数形结合研究 焦点的位置,在操作中把抽象的数量关系变成看得见的结果。

配套虚拟仿真:细绳作图焦点的位置的变化规律探究(虚拟探究)

以 细绳作图 为对象,用数形结合研究 焦点的位置,在操作中把抽象的数量关系变成看得见的结果。

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探究目的

  • 学会使用量角器、坐标纸测算并记录 细绳作图 的 焦点的位置。
  • 会用数形结合研究 细绳作图 的 焦点的位置,知道如何设置对照与重复测算。
  • 理解并归纳:椭圆的离心率介于 0 与 1 之间。

数学原理

椭圆的离心率介于 0 与 1 之间。

抛物线 y² = 2px 的焦点在 x 轴正半轴上。

本实验以数形结合为基础,只改变一个因素、保持其他条件相同,通过比较不同条件下 焦点的位置 的变化来猜想并验证规律。

关键关系式 / 结论 e = c / a

学具准备

量角器
坐标纸
细绳
砝码
正多边形纸片
抛物线模型

探究步骤

1

准备学具

按探究要求选取并检查学具:量角器、坐标纸、细绳、砝码,确认齐全可用。

2

提出猜想

先根据已有经验对 细绳作图 的 焦点的位置 作出猜想,说明猜想的依据。

3

设计对照

确定要研究的变量(如 图形的形状),设计"只改变一个因素、其他条件相同"的对照方案。

4

动手探究

按方案操作,改变研究的条件,测算并记录 细绳作图 的 焦点的位置 的变化情况。

5

重复测算

每种条件至少重复 3 次,把结果整理到表格中,保证结论可靠。

6

归纳规律

比较不同条件下 焦点的位置 的差异,必要时画出图形或图像,找出其中的规律。

7

得出结论

结合原理写出结论,并分析可能影响结果的因素。

探究结果

探究过程中 细绳作图 的 焦点的位置 的变化可以稳定地测算出来,多次操作结果接近。

探究结论

结论

通过探究可以归纳出:椭圆的离心率介于 0 与 1 之间。

注意事项

请遵守以下操作与安全要求

使用圆规、剪刀时注意针尖和刀口方向,不要对着自己或同学。

数据要完整记录,异常值应说明取舍理由,不能随意剔除。

作图时用铅笔轻画,保留必要的辅助线便于检查。

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