吳雅琴
圓錐曲線中的定點問題通常是高考命題的熱點,同時也是高考題中的一大難點,在近幾年的高考試卷中不乏此類問題.該類問題動中有定,定中有動,多以直線與圓錐曲線為背景,常與函數(shù)與方程、向量等知識交匯,形成了過定點問題的證明,難度較大,綜合性較強.該類問題對學生的分析問題的能力及計算能力要求都比較高,不少同學遇到此類問題都覺得“棘手”.下面我們就一起談談這類問題的處理方法.
動直線或曲線過定點問題:動直線或曲線方程中一定含有參數(shù),在解題時需寫出直線或曲線方程,將它轉(zhuǎn)化為f(x,y)+λg(x,y)=0(λ為參數(shù))的形式,由f(x,y)=0
g(x,y)=0(λ為參數(shù))得定點坐標.
例1如圖,已知橢圓C:x2a2+y2=1(a>1)的上頂點A,右焦點F,直線AF與圓M:x2+y2-6x-2y+7=0相切.
(1)求橢圓C的方程;
(2)若不過點A的動直線l與橢圓C相交于P、Q兩點,AP·AQ=0,求證:直線l過定點,并求出該定點的坐標.
(1)解:(過程略)x23+y2=1.
(2)分析1直線l與橢圓交于P、Q兩點,
由AP·AQ=0得,直線AP與直線AQ垂直,且直線AP與x軸不垂直,故選擇設直線AP的斜率k為參數(shù).
解設直線AP: y=kx+1,
x23+y2=1,
y=kx+1, 消y得(1+3k2)x2+6kx=0.
所以點P的坐標為(-6k1+3k2,1-3k21+3k2).因為直線AP與直線AQ垂直,將點P的坐標中的k用-1k代替即可得Q點的坐標為(6kk2+3,k2-3k2+3).
所以kPQ=k2-3k2+3-1-3k21+3k2
6kk2+3+6k1+3k2=k2+14k.
所以直線l:y=k2-14k(x-6kk2+3)+k2-3k2+3,
即y=k2-14kx-12,故直線l過定點(0,-12).
分析2直線l與橢圓交于P、Q兩點,設出直線l的方程:y=kx+b,利用設而不求法及AP·AQ=0找出k與b的關系.
解設P(x1,y1),Q(x2,y2),直線l∶y=kx+b
y=kx+b,
x23+y2=1,
消y得(1+3k2)x2+6kbx+3b2-3=0.
x1+x2=-6kb1+3k2,x1x2=3b2-31+3k2.(*)
由AP·AQ=0得,
x1x2+(y1-1)(y2-1)=0
所以(1+k2)x1x2+(kb-k)(x1+x2)+b2-2b+1=0代入(*)式得
4b2-2b-21+3k2=0即b=-12或b=1.
因為動直線l不過點A,所以b=-12,直線l∶y=kx-12恒過定點(0,-12).
小結(jié)本題對AP·AQ=0這個條件,(1)我們利用直線AP與直線AQ垂直,選擇直線AP或直線AQ的斜率為參數(shù),通過解方程組的思想求出P、Q兩點的坐標,進而求出直線l的方程;(2)利用向量的坐標運算,得到x1+x2與x1x2的關系式,因此設出直線的斜截式方程y=kx+b與橢圓方程聯(lián)立方程組,借助于根與系數(shù)之間的關系將x1+x2與x1x2用k和b來表示,從而找到k與b的關系,體現(xiàn)了“設而不求”的思想.
處理直線過定點問題:
(1)引進參數(shù)——從目標對應關系式出發(fā),引進參數(shù),通常引進的參數(shù)有直線的斜率、點的坐標等;
(2)找關系式——建立方程組,常用設而不求法;
(3)探求直線過定點——將它轉(zhuǎn)化為f(x,y)+λg(x,y)=0(λ為參數(shù))的形式;
(4)得結(jié)論——由f(x,y)=0,
g(x,y)=0(λ為參數(shù))得定點坐標.
究不斷地構(gòu)建科學的知識體系,完善和修復自己的知識結(jié)構(gòu),教師則需要適時地給學生建立一個“支點”,使學生在探究中更為高效、深入.
三、總結(jié)教學反思,師生同進教學相長
生成性資源使學生共同成長,充分體現(xiàn)了教學相長.從雙向角度反饋來分析,生成性動態(tài)資源的開發(fā)和利用,一方面提升了教師的專業(yè)水平,動態(tài)資源的開發(fā)體現(xiàn)了教師的教育智慧,發(fā)揮了教師的主觀能動性和創(chuàng)造性,激發(fā)了教師對自己專業(yè)的學習,使他們不斷豐富自己的知識,提高自己的注意力和靈活性,將教師置于課堂的“主導”位置,在給學生“一碗水”時,積極準備自己的“一桶水”,增加了教師的教學閱歷,為教師的成長提供了空間.另一方面提升了學生的學習能力,學生的動態(tài)生成源于它對課堂問題的思考,激發(fā)了學生對學習的興趣,探究問題的激情,培養(yǎng)了學生的綜合能力.生成性資源在課堂教學中的應用,有效的促進了師生的共同進步,促進新課改的快速發(fā)展.
總之,科學合理地利用和開發(fā)課堂的“動態(tài)生成”,是激發(fā)學生生機蓬勃的動力源泉.它將引導廣大的教師轉(zhuǎn)變教育觀念,樹立正確的課程觀和學生觀,具有強烈的資源意識,在高中數(shù)學課堂教學中,積極地有效地開發(fā)“新能源”,在充滿不確定的課堂中,引導學生正確的學習方法,科學的探究數(shù)學新思路,全面提升學生綜合能力,展示高中數(shù)學教師的教育智慧.
圓錐曲線中的定點問題通常是高考命題的熱點,同時也是高考題中的一大難點,在近幾年的高考試卷中不乏此類問題.該類問題動中有定,定中有動,多以直線與圓錐曲線為背景,常與函數(shù)與方程、向量等知識交匯,形成了過定點問題的證明,難度較大,綜合性較強.該類問題對學生的分析問題的能力及計算能力要求都比較高,不少同學遇到此類問題都覺得“棘手”.下面我們就一起談談這類問題的處理方法.
動直線或曲線過定點問題:動直線或曲線方程中一定含有參數(shù),在解題時需寫出直線或曲線方程,將它轉(zhuǎn)化為f(x,y)+λg(x,y)=0(λ為參數(shù))的形式,由f(x,y)=0
g(x,y)=0(λ為參數(shù))得定點坐標.
例1如圖,已知橢圓C:x2a2+y2=1(a>1)的上頂點A,右焦點F,直線AF與圓M:x2+y2-6x-2y+7=0相切.
(1)求橢圓C的方程;
(2)若不過點A的動直線l與橢圓C相交于P、Q兩點,AP·AQ=0,求證:直線l過定點,并求出該定點的坐標.
(1)解:(過程略)x23+y2=1.
(2)分析1直線l與橢圓交于P、Q兩點,
由AP·AQ=0得,直線AP與直線AQ垂直,且直線AP與x軸不垂直,故選擇設直線AP的斜率k為參數(shù).
解設直線AP: y=kx+1,
x23+y2=1,
y=kx+1, 消y得(1+3k2)x2+6kx=0.
所以點P的坐標為(-6k1+3k2,1-3k21+3k2).因為直線AP與直線AQ垂直,將點P的坐標中的k用-1k代替即可得Q點的坐標為(6kk2+3,k2-3k2+3).
所以kPQ=k2-3k2+3-1-3k21+3k2
6kk2+3+6k1+3k2=k2+14k.
所以直線l:y=k2-14k(x-6kk2+3)+k2-3k2+3,
即y=k2-14kx-12,故直線l過定點(0,-12).
分析2直線l與橢圓交于P、Q兩點,設出直線l的方程:y=kx+b,利用設而不求法及AP·AQ=0找出k與b的關系.
解設P(x1,y1),Q(x2,y2),直線l∶y=kx+b
y=kx+b,
x23+y2=1,
消y得(1+3k2)x2+6kbx+3b2-3=0.
x1+x2=-6kb1+3k2,x1x2=3b2-31+3k2.(*)
由AP·AQ=0得,
x1x2+(y1-1)(y2-1)=0
所以(1+k2)x1x2+(kb-k)(x1+x2)+b2-2b+1=0代入(*)式得
4b2-2b-21+3k2=0即b=-12或b=1.
因為動直線l不過點A,所以b=-12,直線l∶y=kx-12恒過定點(0,-12).
小結(jié)本題對AP·AQ=0這個條件,(1)我們利用直線AP與直線AQ垂直,選擇直線AP或直線AQ的斜率為參數(shù),通過解方程組的思想求出P、Q兩點的坐標,進而求出直線l的方程;(2)利用向量的坐標運算,得到x1+x2與x1x2的關系式,因此設出直線的斜截式方程y=kx+b與橢圓方程聯(lián)立方程組,借助于根與系數(shù)之間的關系將x1+x2與x1x2用k和b來表示,從而找到k與b的關系,體現(xiàn)了“設而不求”的思想.
處理直線過定點問題:
(1)引進參數(shù)——從目標對應關系式出發(fā),引進參數(shù),通常引進的參數(shù)有直線的斜率、點的坐標等;
(2)找關系式——建立方程組,常用設而不求法;
(3)探求直線過定點——將它轉(zhuǎn)化為f(x,y)+λg(x,y)=0(λ為參數(shù))的形式;
(4)得結(jié)論——由f(x,y)=0,
g(x,y)=0(λ為參數(shù))得定點坐標.
究不斷地構(gòu)建科學的知識體系,完善和修復自己的知識結(jié)構(gòu),教師則需要適時地給學生建立一個“支點”,使學生在探究中更為高效、深入.
三、總結(jié)教學反思,師生同進教學相長
生成性資源使學生共同成長,充分體現(xiàn)了教學相長.從雙向角度反饋來分析,生成性動態(tài)資源的開發(fā)和利用,一方面提升了教師的專業(yè)水平,動態(tài)資源的開發(fā)體現(xiàn)了教師的教育智慧,發(fā)揮了教師的主觀能動性和創(chuàng)造性,激發(fā)了教師對自己專業(yè)的學習,使他們不斷豐富自己的知識,提高自己的注意力和靈活性,將教師置于課堂的“主導”位置,在給學生“一碗水”時,積極準備自己的“一桶水”,增加了教師的教學閱歷,為教師的成長提供了空間.另一方面提升了學生的學習能力,學生的動態(tài)生成源于它對課堂問題的思考,激發(fā)了學生對學習的興趣,探究問題的激情,培養(yǎng)了學生的綜合能力.生成性資源在課堂教學中的應用,有效的促進了師生的共同進步,促進新課改的快速發(fā)展.
總之,科學合理地利用和開發(fā)課堂的“動態(tài)生成”,是激發(fā)學生生機蓬勃的動力源泉.它將引導廣大的教師轉(zhuǎn)變教育觀念,樹立正確的課程觀和學生觀,具有強烈的資源意識,在高中數(shù)學課堂教學中,積極地有效地開發(fā)“新能源”,在充滿不確定的課堂中,引導學生正確的學習方法,科學的探究數(shù)學新思路,全面提升學生綜合能力,展示高中數(shù)學教師的教育智慧.
圓錐曲線中的定點問題通常是高考命題的熱點,同時也是高考題中的一大難點,在近幾年的高考試卷中不乏此類問題.該類問題動中有定,定中有動,多以直線與圓錐曲線為背景,常與函數(shù)與方程、向量等知識交匯,形成了過定點問題的證明,難度較大,綜合性較強.該類問題對學生的分析問題的能力及計算能力要求都比較高,不少同學遇到此類問題都覺得“棘手”.下面我們就一起談談這類問題的處理方法.
動直線或曲線過定點問題:動直線或曲線方程中一定含有參數(shù),在解題時需寫出直線或曲線方程,將它轉(zhuǎn)化為f(x,y)+λg(x,y)=0(λ為參數(shù))的形式,由f(x,y)=0
g(x,y)=0(λ為參數(shù))得定點坐標.
例1如圖,已知橢圓C:x2a2+y2=1(a>1)的上頂點A,右焦點F,直線AF與圓M:x2+y2-6x-2y+7=0相切.
(1)求橢圓C的方程;
(2)若不過點A的動直線l與橢圓C相交于P、Q兩點,AP·AQ=0,求證:直線l過定點,并求出該定點的坐標.
(1)解:(過程略)x23+y2=1.
(2)分析1直線l與橢圓交于P、Q兩點,
由AP·AQ=0得,直線AP與直線AQ垂直,且直線AP與x軸不垂直,故選擇設直線AP的斜率k為參數(shù).
解設直線AP: y=kx+1,
x23+y2=1,
y=kx+1, 消y得(1+3k2)x2+6kx=0.
所以點P的坐標為(-6k1+3k2,1-3k21+3k2).因為直線AP與直線AQ垂直,將點P的坐標中的k用-1k代替即可得Q點的坐標為(6kk2+3,k2-3k2+3).
所以kPQ=k2-3k2+3-1-3k21+3k2
6kk2+3+6k1+3k2=k2+14k.
所以直線l:y=k2-14k(x-6kk2+3)+k2-3k2+3,
即y=k2-14kx-12,故直線l過定點(0,-12).
分析2直線l與橢圓交于P、Q兩點,設出直線l的方程:y=kx+b,利用設而不求法及AP·AQ=0找出k與b的關系.
解設P(x1,y1),Q(x2,y2),直線l∶y=kx+b
y=kx+b,
x23+y2=1,
消y得(1+3k2)x2+6kbx+3b2-3=0.
x1+x2=-6kb1+3k2,x1x2=3b2-31+3k2.(*)
由AP·AQ=0得,
x1x2+(y1-1)(y2-1)=0
所以(1+k2)x1x2+(kb-k)(x1+x2)+b2-2b+1=0代入(*)式得
4b2-2b-21+3k2=0即b=-12或b=1.
因為動直線l不過點A,所以b=-12,直線l∶y=kx-12恒過定點(0,-12).
小結(jié)本題對AP·AQ=0這個條件,(1)我們利用直線AP與直線AQ垂直,選擇直線AP或直線AQ的斜率為參數(shù),通過解方程組的思想求出P、Q兩點的坐標,進而求出直線l的方程;(2)利用向量的坐標運算,得到x1+x2與x1x2的關系式,因此設出直線的斜截式方程y=kx+b與橢圓方程聯(lián)立方程組,借助于根與系數(shù)之間的關系將x1+x2與x1x2用k和b來表示,從而找到k與b的關系,體現(xiàn)了“設而不求”的思想.
處理直線過定點問題:
(1)引進參數(shù)——從目標對應關系式出發(fā),引進參數(shù),通常引進的參數(shù)有直線的斜率、點的坐標等;
(2)找關系式——建立方程組,常用設而不求法;
(3)探求直線過定點——將它轉(zhuǎn)化為f(x,y)+λg(x,y)=0(λ為參數(shù))的形式;
(4)得結(jié)論——由f(x,y)=0,
g(x,y)=0(λ為參數(shù))得定點坐標.
究不斷地構(gòu)建科學的知識體系,完善和修復自己的知識結(jié)構(gòu),教師則需要適時地給學生建立一個“支點”,使學生在探究中更為高效、深入.
三、總結(jié)教學反思,師生同進教學相長
生成性資源使學生共同成長,充分體現(xiàn)了教學相長.從雙向角度反饋來分析,生成性動態(tài)資源的開發(fā)和利用,一方面提升了教師的專業(yè)水平,動態(tài)資源的開發(fā)體現(xiàn)了教師的教育智慧,發(fā)揮了教師的主觀能動性和創(chuàng)造性,激發(fā)了教師對自己專業(yè)的學習,使他們不斷豐富自己的知識,提高自己的注意力和靈活性,將教師置于課堂的“主導”位置,在給學生“一碗水”時,積極準備自己的“一桶水”,增加了教師的教學閱歷,為教師的成長提供了空間.另一方面提升了學生的學習能力,學生的動態(tài)生成源于它對課堂問題的思考,激發(fā)了學生對學習的興趣,探究問題的激情,培養(yǎng)了學生的綜合能力.生成性資源在課堂教學中的應用,有效的促進了師生的共同進步,促進新課改的快速發(fā)展.
總之,科學合理地利用和開發(fā)課堂的“動態(tài)生成”,是激發(fā)學生生機蓬勃的動力源泉.它將引導廣大的教師轉(zhuǎn)變教育觀念,樹立正確的課程觀和學生觀,具有強烈的資源意識,在高中數(shù)學課堂教學中,積極地有效地開發(fā)“新能源”,在充滿不確定的課堂中,引導學生正確的學習方法,科學的探究數(shù)學新思路,全面提升學生綜合能力,展示高中數(shù)學教師的教育智慧.