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        例說解析幾何中的解題求簡意識

        2012-04-29 00:00:00李毅
        黑龍江教育·中學(xué) 2012年10期

        解析幾何是用代數(shù)方法來研究幾何問題的一門數(shù)學(xué)學(xué)科,若使用方法不當(dāng),往往會使解題過程繁瑣冗長,以至很難解答出問題.因此如何選取合理解題途徑與方法簡化運(yùn)算就顯得尤為重要.本文結(jié)合具體問題,從回歸定義意識、巧設(shè)方程意識、整體推進(jìn)意識、借助平幾意識、向量滲透意識、結(jié)論應(yīng)用意識六個(gè)方面談?wù)勅绾螐?qiáng)化求簡意識,提高解析幾何的求解能力.

        所謂求簡意識,是指在求解過程中,全面考查題設(shè)條件以及條件和結(jié)論的聯(lián)系,經(jīng)過分析、比較,選擇最佳的求解過程的意識.解析幾何是用代數(shù)方法來研究幾何問題的一門數(shù)學(xué)學(xué)科,若使用方法不當(dāng),往往會使解題過程繁瑣冗長,以至很難解答出問題結(jié)果.因此如何選取合理解題途徑與方法簡化運(yùn)算,就顯得尤為重要.下面結(jié)合具體問題,從幾個(gè)方面談?wù)勅绾螐?qiáng)化求簡意識,提高解析幾何的求解能力.

        一、回歸定義意識

        波利亞曾說過:“當(dāng)你不能解決一個(gè)問題時(shí),不妨回到定義去!”利用定義解題是一種最直接、最本質(zhì)的方法,能起到事半功倍的效果.正確理解概念,掌握其本質(zhì)屬性,并在運(yùn)用中不斷加深認(rèn)識,是強(qiáng)化求簡意識的必要前提.

        例1:已知點(diǎn)P(1,-1),曲線C:■+■=1的右焦點(diǎn)為F,點(diǎn)M在曲線C上運(yùn)動,求2|MF|+|MP|的最小值.

        分析:如果以動點(diǎn)M的坐標(biāo)為變量,建立函數(shù)關(guān)系式, 求函數(shù)的最小值,思路易得到,但運(yùn)算較困難,如果能正確理解橢圓的定義,將2|MF|轉(zhuǎn)化為|MN|,再利用幾何性質(zhì)|MN|+|MF|≥|M0N0|+|M0P|,則能簡捷地求出最小值,即|PM0 |=3.

        點(diǎn)評:凡涉及焦點(diǎn)坐標(biāo)、離心率、準(zhǔn)線、焦準(zhǔn)距、焦半徑等問題,往往與定義有關(guān),求解時(shí)采用回歸定義策略能避開復(fù)雜的運(yùn)算,使問題巧妙獲解.

        二、巧設(shè)方程意識

        根據(jù)題設(shè)條件特點(diǎn),選用恰當(dāng)?shù)闹本€方程和圓錐曲線方程是強(qiáng)化求簡意識的重要手段.

        例2:求漸近線為x+2y=0且與直線5x-6y-8=0相切的雙曲線的方程.

        分析:若設(shè)雙曲線方程為標(biāo)準(zhǔn)方程,由于焦點(diǎn)位置不確定,則需分情況討論.但如果根據(jù)漸近線方程和雙曲線方程的關(guān)系,把雙曲線方程設(shè)為x2-4y2=λ(λ≠0),則可避開討論.設(shè)切點(diǎn)為(x0,y0),通過雙曲線方程又可把切線方程巧設(shè)為xx0-4yy0-λ=0,它應(yīng)與5x-6y-8=0重合,得λ=4,從而雙曲線方程為■-y2=1,整個(gè)解題思路體現(xiàn)出簡潔之美.

        點(diǎn)評:求曲線方程時(shí),若能根據(jù)題目的特點(diǎn),采用相應(yīng)的設(shè)法,則可達(dá)到避繁就簡的目的.

        三、整體推進(jìn)意識

        在解析幾何學(xué)習(xí)中,若把要解決的某些數(shù)學(xué)問題當(dāng)作一個(gè)整體,對其進(jìn)行整體分析,整體變換,整體轉(zhuǎn)化,能起到以簡馭繁作用.從整體入手處理問題是強(qiáng)化求簡意識的重要思想.

        例3:已知點(diǎn)P(a,b)是圓C:x2+y2=r2外一點(diǎn),過P點(diǎn)引圓C的兩條切線,切點(diǎn)為A、B,求過A、B兩點(diǎn)的直線方程.

        分析:若按常規(guī)思想方法,則先求出A、B兩點(diǎn)的坐標(biāo),再求出直線方程.本題由于是字母運(yùn)算,計(jì)算繁雜,學(xué)生往往望而生畏.如果運(yùn)用“設(shè)而不求”的整體思想:設(shè)A、B兩點(diǎn)的坐標(biāo)A(x1,y1)、B(x2, y2),但不急于去求A、B的坐標(biāo),再充分考慮題中條件的內(nèi)在聯(lián)系,整體推進(jìn),使問題解答趨于簡潔.事實(shí)上,設(shè)A(x1,y1)、B(x2, y2),則切線PA、PB的方程分別為x1x+y1y=r2,x2x+y2y=r2,由于PA、PB都過P點(diǎn),所以有ax1+by1=r2,ax2+by2=r2,又因?yàn)閮牲c(diǎn)確定一條直線,故直線AB的方程為ax+by=r2.

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