應(yīng)用參數(shù)法求軌跡方程,參數(shù)的選擇因題而異,大致可分類為雙參數(shù)法和單參數(shù)法.雙參數(shù)法有點坐標(biāo)為參數(shù)、復(fù)數(shù)為參數(shù)、其它雙變量為參數(shù)等.單參數(shù)法又可分為幾何參數(shù)和物理參數(shù).幾何參數(shù)有截距、斜率、角度、有向線段、線段長度、比值、面積等,物理參數(shù)有時間、速度、路程等.
下面分類舉例來說明這個問題.
1 雙參數(shù)法
1.1 點坐標(biāo)為參數(shù)
分析 聯(lián)立兩拋物線的方程可得公共點(x, y),它依賴于雙參數(shù)a,b的兩個方程,再從有且僅有一個公共點這個條件可得參數(shù)a,b間的一個關(guān)系式,從三個方程消去參數(shù)a,b即可得解.
2 單參數(shù)法
2.1 截距為參數(shù)
例5 已知拋物線y2=2px( p>0)中有一組斜率為k的平行弦,求這些平行弦中點的軌跡方程.
解 設(shè)平行弦AB所在線的直方程為y=kx+ b (b參數(shù)),解答略.
2.2 斜率為參數(shù)
例7 設(shè)一三角形的底邊固定,它的高為h(定長),求這個三角形垂心的軌跡方程.
解 建立如圖4所示的直角坐標(biāo)系,設(shè)ΔAOB的垂心H的坐標(biāo)為(x, y),B點坐標(biāo)為(a,0),AD,OE為OBAB兩邊上的高,有向線段OD=t,(t為參數(shù)),則A點坐標(biāo)為(t, h),AD的直線方程為x=t,解答略.
5 角度為參數(shù)
例9 線段ABa=的兩端沿直角坐標(biāo)軸滑動,自兩端點分別作坐標(biāo)軸的平行線交于C點,再由C點作AB的垂線CM,求垂足M的軌跡方程.
解 建立如圖6所示的直角坐標(biāo)系,過()M x y,,點作MN平行于x軸,與y軸交于N,設(shè)(BAOθθ∠=為參數(shù)),解答略.
6 比值為參數(shù)
例10 過點()Q a b,引直線l,分別交x軸、y軸于R,S點,求線段RS的中點M的軌跡方程.
解 設(shè)動點()M x y,分線段QS之比為λ,解答略.
7 時間為參數(shù)
例11 已知射線l以角速度ω繞其端點O逆時針旋轉(zhuǎn),同時點P以角速度2ω繞l上某定點C在半徑為r的圓周上逆時針旋轉(zhuǎn).設(shè)||OCR=,求點P的軌跡方程.
解 以O(shè)為原點,以射線l的初始位置為x軸建立如圖8的直角坐標(biāo)系.圖中Ox′是經(jīng)過時間t射線l所轉(zhuǎn)到的位置,()P x y,為軌跡上任意一點,解答略.
當(dāng)然,同一道軌跡題,既可以用直接法也可以用參數(shù)法求解,不論是直接法還是參數(shù)法,也可以從各個角度選擇不同的方法或不同參數(shù),從而得到不同的解法.如本文的例10,除了選比值為參數(shù)外,還可以選斜率為參數(shù)、角度為參數(shù)、點坐標(biāo)(點S或點R )為參數(shù)、有向線段為參數(shù)等求解,也還可以從不同角度得到幾種直接求解的解法.
回顧
我在初中教了完整的兩屆,這對我的專業(yè)成長非常重要,因為這樣對中學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)有系統(tǒng)而全面的了解,對中學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)和研究很有幫助.1985年開始,我在高中教數(shù)學(xué).教初中數(shù)學(xué),我以“引趣”為主;教高中數(shù)學(xué),我則以“引深”為主.用參數(shù)法求軌跡方程,參數(shù)的選擇因題而異.我覺得這是個“研究點”,便歸類習(xí)題分析之,整理成文將近7000字.
當(dāng)時膽子也挺大的,寫好后就直接投寄《數(shù)學(xué)通報》,人家沒用稿,也不通知你,3個月后“可另投他刊”.能在《數(shù)學(xué)通報》上發(fā)表文章,是我多年的夢想,直到1995年我才實現(xiàn)“零的突破”.
還是現(xiàn)實點,改投寄《福建中學(xué)教學(xué)》,當(dāng)時福建教育學(xué)院的數(shù)學(xué)編輯是林寶松教授,他是我成長中的“重要他人”,一直鼓勵我、扶持我.今天看這篇文章“不咋地”,但《福建中學(xué)教學(xué)》還是刊登了這篇文章,放在第一篇,站了4個頁碼多!中國人民大學(xué)書報資料中心復(fù)印報刊資料《中學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)》1988年12期,還全文轉(zhuǎn)登了此文.
凝思
我擔(dān)任職稱評委時,有一個觀點,不希望參評教師交“條文加例”的論文.所謂“條文加例”的論文,就是一個小標(biāo)題或標(biāo)題配簡短文字,加上幾個例子,就算一篇論文,這是學(xué)科教育論文的一大通病.如《××××的若干解題方法》、《××××法在解題中的妙用》等,以理科解題教學(xué)為多見.一篇文章,去掉例子和標(biāo)題,余下的文字,(還不是全部)才是你的觀點.寫這類文章的老師不妨數(shù)數(shù),屬于你觀點的還有幾個字?
我的這篇文章,就是典型的“條文加例”的文章.我不是說這類文章沒有價值,也不是說這類文章不能發(fā)表.只是想說,這類文章比較好寫,這類文章一般無法在行文中表達自己的觀點.
要評職稱的老師,建議不要送這樣的論文作為“代表作”.因為“著書而不立說,撰文而不立論”,恐難獲好評.
展望
雖然我不希望要參評職稱的教師,交“條文加例”的論文,但我還是希望數(shù)學(xué)教師尤其是年輕一點的數(shù)學(xué)教師,在你的教學(xué)過程中積累相當(dāng)數(shù)量的“條文加例”的總結(jié),這個總結(jié)可以寫在你的教案里,也可以拿去發(fā)表.不管怎么說,它是對一類問題解法的歸納或一種方法的多種運用,積累多了,教學(xué)就能更有效、更高效,你的研究就能在此基礎(chǔ)上去升華、去衍生、去創(chuàng)新出有自己觀點的有價值的成果來.