肖運彭 夏小剛
【摘要】高考題注重對學生數(shù)學思維的考察,在一道題中往往涉及多種數(shù)學思想方法,而這些數(shù)學思想方法對提高學生的創(chuàng)新能力,開發(fā)學生的智力具有極大的促進作用.對選拔出合格優(yōu)秀的學生具有重要的參考價值.因此,無論老師還是學生,都應關注高考題,特別是能夠體現(xiàn)出多種數(shù)學思維的高考題.本文就以2014年新課標全國卷2理科數(shù)學選修坐標系與參數(shù)方程為例,探討該題的多種解法及思想.
【關鍵詞】新課標;坐標系;參數(shù);垂直
(2014年新課標全國卷2理數(shù))選修4-4:坐標系與參數(shù)方程
在直角坐標系xOy中,以坐標原點為極點,x軸正半軸為極軸建立極坐標系,半圓C的極坐標方程為ρ=2cosθ,θ∈0,π2.
(Ⅰ)求C的參數(shù)方程;
(Ⅱ)設點D在C上,C在D處的切線與直線l:y=3x+2垂直,根據(jù)(Ⅰ)中得到的參數(shù)方程,確定D的坐標.
法一:利用斜率的定義直接得出角度值
(Ⅰ)解:由ρ=2cosθ,得ρ2=2ρ·cosθ.
∴x2+y2=2x(x-1)2+y2=1.
∴C的參數(shù)方程為x=1+cosα,y=sinα(其中α為參數(shù),α∈[0,π]).
(Ⅱ)解:由題可知直線CD的斜率與直線l斜率相等,
即:kCD=kl.∴sinα-01+cosα-1=3,解得α=π3,
∴D點坐標為D32,32.
法二:(1)C的普通方程為(x-1)2+y2=1(0≤y≤1)
可得C的參數(shù)方程為
x=1+cost,y=sint(t為參數(shù),0≤t≤π).
(1)設D(1+cost,sint).由(1)知C是以G(1,0)為圓心,1為半徑的上半圓.
因為C在點D處的切線與l垂直,所以直線GD與l的斜率相同.
tant=3,t=π3.故點D的坐標是1+cosπ3,sinπ3,即D32,32.
法三:利用點到直線的距離公式
(Ⅰ)解:由ρ=2cosθ,得ρ2=2ρ·cosθ.
∴x2+y2=2x(x-1)2+y2=1.
∴C的參數(shù)方程為x=1+cosα,y=sinα(其中α為參數(shù),α∈[0,π]).
(2)如圖所示,
O′CB為矩形,O′C=BD,O′C=2+32.
所以BD=sint-3(cost+1)-21+3=2sin(t-π3)-3-22.
所以sin(t-π3)=0t=π3所以點D32,32.
法四:直接利用圖形
(1)C的普通方程為
(x-1)2+y2=1(0≤y≤1).
可得C的參數(shù)方程為:
x=1+cost,y=sint(t為參數(shù),0≤t≤π).
(2)如圖所示可直接得出D32,32.
法五:利用直線的斜截式方程與方程組思想
(1)C的普通方程為
(x-1)2+y2=1(0≤y≤1).
可得C的參數(shù)方程為:
x=1+cost,y=sint(t為參數(shù),0≤t≤π).
(2)設過D點的切線方程為y=-33x+b.
由圓心(1,0)到切線的距離33-b332+1=1,
解得b=-33(舍)或b=3.
所以x-12+y2=1,y=-33x+3.解得D32,32 .
通過上述解法我們不難發(fā)現(xiàn),高考題涉及諸多思想方法,學生完全可以根據(jù)自己的知識進行有效的選擇.作為老師,在日常的教學工作中,也應該重視對一題多解的探討,這更有助于對學生發(fā)散思維,創(chuàng)新能力的培養(yǎng).