【摘 要】解析幾何是高考數(shù)算學的重點內容之一,其計甚為繁雜,但當解析幾何題出現(xiàn)在高考的選擇題和填空題當中時,一般都會有一些巧妙的方法能對其進行解答。本文討論了活用圓的性質、活用平行線的性質以及運用設而不求這三種求解高考數(shù)學解析幾何題的巧妙方法套路,舉出實例對其討論予以了說明。
【關鍵詞】高考數(shù)學 解析幾何題 巧解
不少高中學生會被高考數(shù)學中的解析幾何題所難倒,而且由于平常就被解析幾何題的運算量給嚇住,考試中看到解析幾何都不敢下筆,其實解析幾何題有很多巧妙的方法可以對其進行巧解。筆者根據(jù)實際教學中的經(jīng)驗,舉出了幾種可以巧解高考數(shù)學解析幾何題的手段,希望能給廣大相關教育工作者一些啟發(fā)。
一、活用圓的性質巧解有關圓的高考數(shù)學解析幾何題
圓具有很多特殊的性質,而與圓有關的題目常在高考中以選擇題或填空題的形式出現(xiàn),在面對這些與圓有關的題目時,不能盲目地展開大量的運算,必須先觀察已知條件的特點,合理運用圓的性質進行解答,否則不僅耽擱時間,而且可能根本算不出答案。
典例1:已知AB是圓 上的一條弦,其中點坐標為Q(3,1),AB與z軸交于P點,求 的值。
解析:這道例題若要通過兩點間的距離公式先行計算出 和 的長度再來完成對 值的計算,運算量非常的大,而且極有可能根本求不出結果,只有利用圓的性質才能完成對本題的快速解答。
和 是圓的一條弦被P點分成的兩半,構造出過P點的另一條弦,就能運用相交弦定理對 的值進行求解。
根據(jù)已知條件,可以確定圓心的位置為C(2,0),弦AB的中點為Q(3,1),運用垂徑定理的逆定理可知CQ與AB相互垂直,CQ的斜率為 ,所以AB的斜率為 ,可以確定直線AB的方程為 ,因此可以確定AB與x軸的交點P的坐標為P(4,0),從圓的方程 可以輕松算出圓與x軸的兩個交點坐標為M(-1,0)和N(5,0),以此可以輕松得出 , ,由相交弦定理可以得知 ,題目中所求 值就可以確定為5。
這樣的題目,如果盲目計算耽擱的考試時間一定非常之多,即使僥幸算出了答案,也得不償失,合理運算圓的性質求解這類題目才是關鍵。
二、活用平行線的性質巧解有關圓錐曲線的高考數(shù)學解析幾何題
在圓錐曲線的相關題目中,挖掘利用題目中圖形上的平行關系,活用平行線的性質來解決問題,通常情況下都使很多繁雜的代數(shù)運算得到有效避免,使題目的運算量大大減少,從而實現(xiàn)對題目的巧解。
典例2:如圖1所示,過橢圓 左焦點F作與x軸夾角為60o的直線與橢圓的交點為A點和B點,且存在關系 ,求橢圓的離心率。
解析:該例題題目中給出了橢圓的焦點弦,故應該采用圓錐曲線的統(tǒng)一定義進行解題,設橢圓的左準線為l,過A點作 ,過B點作 ,則有AM平行于BN,就可以利用平行線的性質進行解題。
A點作 ,過B點作 ,由橢圓的定義可得出 ,因為有 的關系,所以 ,因為AM與BN平行,所以△PAM相似于△PBN,就存在 , 。因為 ,所以 。在Rt△PBN中,cos60o= = ,所以橢圓的離心率的值為e= = 。
典例2這樣的題目,如果強行進行代數(shù)運算,其過程必然極為繁瑣,而這樣難度的題目不可能出現(xiàn)在高考的計算題里面,一般都會以選擇題和填空題的形式出現(xiàn),考試中允許學生計算這樣題目的時間一般只有五分鐘,最大也不能超過十分鐘,如果進行代數(shù)計算來解這樣的題目,即使算出答案,也肯定將影響考試的整體成績。
三、運用設而不求的方法巧解有關直線與曲線交點問題
對于一些諸如以已知一條直線與一條曲線交于兩點為背景的考數(shù)學解析幾何題,設出兩點坐標,但不求出具體的值,進行代數(shù)運算,得出重要結論后去解決題中的問題是非常實用的方法,這種方法稱為“設而不求”。
典例3:已知拋物線 的焦點為F,一條直線經(jīng)過點F且與該拋物線交于A、B兩點,點C是該拋物線準線上上的一點,BC與z軸相互平行,求證命題:原點O在直線AC上。
解析:這樣的解析幾何題,明顯幾何的元素比代數(shù)的元素更多,設而不求完成題中所需證明的絕佳手段。
證明:設點A、B的坐標分別為A(x1,y1),B(x2,y2),則C點的坐標就為C( ,y2),且y12=2px1,直線OA的斜率kOA= = ,直線OC的斜率kOC= ,由于拋物線的焦點F在直線AB上,因而y1y2=-p2,所以kOA=kOC,即A、C、O三點存在共線的關系,所以直線AC經(jīng)過原點O,命題得證。
證明典例3中這樣的命題,設出各個點的坐標,但不把其求出來,可以使運算得到很大程度的簡化,經(jīng)過代數(shù)變換得到y(tǒng)1y2=-p2從而知道A、C、O三點共線是非常關鍵的。但典例3這樣難度的題目仍然是不會出現(xiàn)在高考的計算題當中,會變向的以選擇題和填空題的形式來進行命題,學生必須將這種方法熟練掌握,才能在考試中不為解析幾何的選擇題或填空題而耗費大多時間。
結束語
凡是高考數(shù)學解析幾何出現(xiàn)在了非計算題當中,一般都有比較巧妙的方法可以進行解答。本文對其進行了粗淺的討論,希望能拋磚引玉,待廣大高中數(shù)學教育工作者深入研究后建立更為完善的理論。
參考文獻
[1]李鐵安,宋乃慶.高中解析幾何教學策略——數(shù)學史的視角[J].數(shù)學教育學報,2007,02:90-94.
[2]朱大紅.高中解析幾何的學習障礙分析及對策研究[D].蘇州大學,2015.
[3]莊振林.幾何畫板在高中解析幾何教學中的應用研究[D].內蒙古師范大學,2013.