陳玉鳳
動靜結(jié)合是道家境界之一,一方面是指道家在練功方式上強(qiáng)調(diào)靜功與動功的密切結(jié)合,在練動功時要掌握“動中有靜”,在練靜功時要體會“靜中有動”。高中數(shù)學(xué)解題中有很多問題也蘊(yùn)含著“動”與“靜”關(guān)系的把握,動靜結(jié)合是數(shù)學(xué)解題中常用的方法之一,本文結(jié)合筆者的經(jīng)驗和大家一同感悟使用“動靜結(jié)合”轉(zhuǎn)化的解題策略的幾種典型情形。
一、動靜相對,動靜互換
例1:過圓x2+y2=r2內(nèi)部一點(diǎn)M(a,b)作動弦AB,過A,B分別作圓的切線,設(shè)兩條切線的交點(diǎn)為P,求證:點(diǎn)P恒在一條定直線上運(yùn)動。
解析:設(shè)A(x1,y1),B(x2,y2),P(x0,y0),不妨將A,B,P都視為定點(diǎn)(視動為靜),先求直線AB的方程.切線PA的方程為x1x+y1y=r2,切線PB的方程為x2x+y2y=r2
∵點(diǎn)P在切線上,∴x1x0+y1y0=r2,x2x0+y2y0=r2
這表明A,B都在直線x0x+y0y=r2上,故直線AB的方程為x0x+y0y=r2
又因點(diǎn)M(a,b)在直線AB上,所以x0a+y0b=r2
任意點(diǎn)P(x0,y0)都滿足上式,故動點(diǎn)P必在定直線ax+by=r2上(換靜為動)
點(diǎn)評:常與變、動與靜的角色是相對的,同一對象,根據(jù)需要隨時靈活選擇和變換其角色,能使復(fù)雜的問題得以較為簡單解決。
二、動中有靜,動中找靜
例2:正方體ABCD-A1B1C1D1的棱長為2,動點(diǎn)E、F在棱A1B1上,點(diǎn)Q為CD的中點(diǎn),動點(diǎn)P在棱AD上,若EF=1,則三棱錐P-EFQ體積的最大值為 ? ? 。
[A][B][C][D][D1][A1][B1][C1][P][Q][F][E] [A][B][C][D][D1][A1][B1][C1][P][Q][F][E] [圖1]
分析:讀題成圖(圖1左側(cè)),求三棱錐P-EFQ體積,頂點(diǎn)P在動,底面三角形EFQ在動,變元太多,怎么求呢?此時將動點(diǎn)E、F作“靜態(tài)”處理,視“動”為“靜”,連接A1D和B1C(圖1右側(cè)),發(fā)現(xiàn)三角形EFQ始終在對角面A1B1CD上運(yùn)動,它的面積恒為定值××1=,頂點(diǎn)P到底面三角形EFQ的距離即為P到對角面A1B1CD的距離,即PD,所以所求的三棱錐體積最大值為。
點(diǎn)評:從以上例題可以看出,充分挖掘題目的隱含條件,洞察問題的本質(zhì),將問題視為運(yùn)動變化過程中的某一靜止時刻,如上例中動三角形在定矩形中運(yùn)動,動中找靜,以靜制動,排除干擾,化繁為簡,使問題迎刃而解。
三、靜中有動,靜中覓動
例3:已知圓C∶(x-2)2+y2=1,點(diǎn)P在直線l∶x+y+1=0上,若過點(diǎn)P存在直線m與圓C交于A、B兩點(diǎn),且點(diǎn)A為PB的中點(diǎn),則點(diǎn)P橫坐標(biāo)x0的取值范圍是 ? ? 。
[A][B][P][O][x][y][y][A][B][P][O][x][C] [圖2]
分析:解決這道題,就是先“固定”點(diǎn)P,讓A與B“動起來”,則當(dāng)=滿足題意,而∈[,+∞](如圖2),所以≤,即PC≤3,從而得(x0-2)2+(-x0-1)2≤32,解得x0∈[-1,2]。
點(diǎn)評:辯證法認(rèn)為動與靜是相對的,是事物運(yùn)動變化過程中的兩個方面,二者相互依存,相互蘊(yùn)含,相互轉(zhuǎn)化.從例3可以看出,對一些表面看似靜態(tài)的但含有“變元”的問題,不妨讓變元“動起來”,從而打開解題通道,準(zhǔn)確無誤解決問題。
綜上所述,數(shù)學(xué)解題過程中蘊(yùn)含著“動”與“靜”這種對立和統(tǒng)一的關(guān)系.解題中若能有效聯(lián)想上面三類“動靜結(jié)合”的解題策略,會使一些復(fù)雜的問題巧妙地得到解決。
·編輯 王團(tuán)蘭