張林
【中圖分類號】G633.6 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089(2013)08-0152-02
高三復習課中的“講評課”若注重“一題多解”,既可以讓學生了解各知識模塊之間的聯(lián)系,又可以培養(yǎng)學生創(chuàng)新性思維、發(fā)散性思維的能力,從而達到數(shù)學要教會學生運用所學知識解決問題的目的。下面以一道圓錐曲線習題為例談談。
例題:如圖,已知橢圓的中心在坐標原點,焦點F1,F(xiàn)2在x軸上,長軸A1A2的長為4,左準線l與x軸的交點為M,|MA1|∶|A1F1|=2∶1。
(Ⅰ)求橢圓的方程; (Ⅱ)若直線l1:x=m(|m|>1),P為l1上的動點,使∠F1PF2最大的點P記為Q,求點Q的坐標(用m表示)。
(Ⅰ)橢圓方程■+■=1(解法略)
(Ⅱ)解法1分析:容易想到余弦函數(shù),在△PF1F2中利用余弦定理轉化為函數(shù)最值問題,但是余弦定理較復雜且要利用距離公式計算PF1、PF2,故此法計算量較大。
詳解:設P(m,y)(注以下文中的點P)由余弦定理得:
cos∠F1PF2=■=■
=■
又因為|m|>1,所以所以cos∠F1PF2>0,所以
cos∠F1PF2=■
=■≥■
當且僅當y2=m2-1即y=±■取等號,由∠F1PF2∈(0,■)且y=cosx在(0,■)上單調(diào)遞減可知:當y=±■時,cos∠F1PF2取最小值,∠F1PF2最大,所以滿足要求的點Q(m,±■)。
解法2分析: 觀察到圖形中有直角三角形,可以想到利用正切函數(shù)避免法1中的距離計算。
詳解:tan∠NPF2=■,tan∠NPF1=■
∴ tan∠F1PF2=tan(∠NPF2-∠NPF1)=■
=■=■
∵|m|>1∴m2-1∴tan∠F1PF2=■≤■當且僅當y=±■取等號
由y=tanx在(0,■)上遞增可知:當y=±■時,∠F1PF2最大,所以滿足要求的點Q(m,±■)。
解法3:分析:如果利用正弦函數(shù),可以使用等面積法構造函數(shù)。
詳解:S■=■F1F2·|y|=■PF1·PF2sin∠F1PF2
∴y2=[(m-1)2+y2][(m+1)2+y2]sin2∠F1PF2
∴sin2∠F1PF2=■
=■≤2(m2-1)當且僅當y=±■取等號。
由當y=tanx在(0,■)上遞增可知:當y=±■時, ∠F1PF2最大,所以滿足要求的點Q(m,±■)。
解法4:分析:利用正弦函數(shù),還可以用正弦定理,得到如下妙解!
詳解:由正弦定理:■=2R ∴sinF1PF=■
要使得∠F1PF2最大,必需使△F1PF的外接圓半徑最小,由圖可知,外接圓圓心,定在y軸上,設圓心為O,P到y(tǒng)軸的距離最短為m,故設圓心O(0,y)
由OP=OF1得m2=1+y2 ∴y=±■∴Q(m,±■)。
以上四種解法:解法2最常規(guī),解法4最巧妙,運算量最小。同時解題中運用了三角函數(shù)、函數(shù)最值、正余弦函數(shù)、不等式等幾大模塊的知識點,在學生頭腦中有機地建構起知識的網(wǎng)絡,更重要的是培養(yǎng)了學生的思維能力,體現(xiàn)了高效課堂的要求。但同時要注意避免盲目追求一題多解,產(chǎn)生消弱最優(yōu)解、重點知識、化簡為繁等錯誤,教學過程中,應多啟發(fā)引導學生,讓學生自己得出相關解法為優(yōu)!