☉江蘇省大豐高級(jí)中學(xué) 陳建圣
解題得以優(yōu)化源于策略得當(dāng)
——簡(jiǎn)解圓錐曲線問題的幾種策略
各樣的錯(cuò)誤,成為學(xué)生學(xué)習(xí)上的阻礙,產(chǎn)生了數(shù)學(xué)知識(shí)學(xué)會(huì)了但數(shù)學(xué)題仍舊不會(huì)解,數(shù)學(xué)知識(shí)和解題能力脫節(jié),教師這時(shí)就應(yīng)幫助學(xué)生用效果好的模型將知識(shí)與解題能力充分地結(jié)合起來.波利亞解題模型有較好的實(shí)用性和指導(dǎo)性,在教學(xué)中利用這種模型,可以將解題步驟細(xì)化到具體步驟.以上本文則對(duì)波利亞解題模型在高中數(shù)學(xué)解題教學(xué)中的應(yīng)用展開了詳細(xì)探討,以供參考.F
☉江蘇省大豐高級(jí)中學(xué) 陳建圣
在圓錐曲線問題的解答中,極易出現(xiàn)思路正確,但因運(yùn)算過程繁雜,導(dǎo)致半途而廢的現(xiàn)象,因此,解答圓錐曲線問題時(shí),解題策略的選擇應(yīng)以減少計(jì)算量為準(zhǔn)則,解題策略的選擇是否恰當(dāng),對(duì)優(yōu)化解題過程、簡(jiǎn)化圓錐曲線運(yùn)算量起著關(guān)鍵作用.下面提供幾種策略,供讀者參考.
例1(2015年浙江高考)如圖1,設(shè)拋物線y2=4x的焦點(diǎn)為F,不經(jīng)過焦點(diǎn)的直線上有三個(gè)不同的點(diǎn)A,B,C,其中點(diǎn)A,B在拋物線上,點(diǎn)C在y軸上,則△BCF與△ACF的面積之比是().
圖1
點(diǎn)評(píng):數(shù)學(xué)中的定義是構(gòu)建數(shù)學(xué)知識(shí)的基石,也是解答相關(guān)問題的工具.因此在解答某些圓錐曲線問題
波利亞解題模型在高中數(shù)學(xué)解題中的實(shí)踐證明:應(yīng)用波利亞解題模型可提高學(xué)生的解題效率,培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造思維能力,符合新課改要求.高中數(shù)學(xué)解題是學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的一個(gè)重要環(huán)節(jié),解題過程中經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)各種時(shí),如能靈活、巧妙地應(yīng)用圓錐曲線的定義,不僅能深化對(duì)圓錐曲線概念的理解,而且還能提高分析和解決數(shù)學(xué)問題的能力,進(jìn)而拓展思維,迅速解題.
解析:雙曲線的右焦點(diǎn)為F(2,0),過點(diǎn)P與x軸垂直的直線為x=2,漸近線方程
例3已知?jiǎng)訄AC經(jīng)過點(diǎn)F(0,1),并且與直線y=-1相切,若直線3x-4y+20=0與圓C有公共點(diǎn),則圓C的最小面積為_________.
分析:由題目條件中的動(dòng)圓經(jīng)過點(diǎn)F(0,1)且與直線y=-1相切,即圓心C到點(diǎn)F的距離與到直線y=-1的距離相等,不難聯(lián)想到拋物線的定義,故點(diǎn)C的軌跡為拋物線x2=4y,根據(jù)點(diǎn)、直線間的距離公式列出方程求r的最值來求解.
解:由拋物線的定義知點(diǎn)C的軌跡方程為x2=4y,設(shè)C到直線3x-4y+20=0的距離d=最小為2,故圓的最小面積為4π.
例4(2015年北京高考模擬)若雙曲線M上存在四個(gè)點(diǎn)A,B,C,D,使得四邊形ABCD是正方形,則雙曲線M的離心率的取值范圍是________.
解析:如圖2,若雙曲線M上存在四個(gè)點(diǎn)A,B,C,D,使得四邊形ABCD是正方形,則漸近線的斜率大于正方形對(duì)角線的斜率,雙曲線離心率的范圍是
圖2
點(diǎn)評(píng):圓錐曲線中對(duì)于某些關(guān)鍵的點(diǎn)和線的位置十分重要,有些不但可以簡(jiǎn)化運(yùn)算過程,甚至可以起到不攻自破的解題效果.
(1)如果點(diǎn)M是橢圓W的右焦點(diǎn),線段MB的中點(diǎn)在y軸上,求直線AB的方程;
解析:(1)略.
(2)由題意,設(shè)直線AB的方程為y=kx+m(k≠0),A(x1,y1),B(x2,y2),則B(1x2,-y2).
所以kNA-kNB1=0,所以點(diǎn)A,N,B1三點(diǎn)共線,即點(diǎn)B與點(diǎn)C關(guān)于x軸對(duì)稱.
點(diǎn)評(píng):探索性問題是高考中圓錐曲線命題中的??碱}型之一,此類問題若正面求解,常感無從下手,此時(shí)若從問題的結(jié)論出發(fā),可使解題思路瞬間明朗.如本題執(zhí)果索因:若點(diǎn)B與C關(guān)于x軸對(duì)稱,則易知直線NB與NC關(guān)于x軸對(duì)稱,故兩直線斜率互為相反數(shù),因此可將問題轉(zhuǎn)化為判斷kNB+kNC=0,從而使問題清晰簡(jiǎn)潔得解.
綜上,圓錐曲線的運(yùn)算問題綜合性強(qiáng),能力要求高,要求學(xué)生在處理問題時(shí)既要從整體上把握問題的綜合信息和處理問題的數(shù)學(xué)思想,又要在細(xì)節(jié)上能熟練運(yùn)用各種數(shù)學(xué)方法與技巧.因此掌握一些簡(jiǎn)化圓錐曲線運(yùn)算的策略,對(duì)優(yōu)化解題過程,提高運(yùn)算效率大有裨益.F