梁小江(甘肅省臨夏回族自治州和政縣和政中學(xué))
?
淺談參數(shù)方程在解決數(shù)學(xué)問題時的優(yōu)越性
梁小江
(甘肅省臨夏回族自治州和政縣和政中學(xué))
摘要:隨著我國教育改革不斷的推進,學(xué)生學(xué)習(xí)的效率也逐漸提高;尤其是數(shù)學(xué)習(xí)題中的解題技巧,更是隨著知識的延展,變得更加簡潔和優(yōu)化;像數(shù)學(xué)中的參數(shù)方程,對比傳統(tǒng)的方程解題更加簡單和明確,對此參數(shù)方程也受到了師生廣泛的關(guān)注和應(yīng)用;對此就參數(shù)方程在解決數(shù)學(xué)問題時的優(yōu)越性,結(jié)合參數(shù)方程的意義和實例進行分析,并提出相關(guān)的見解,希望對于國家教育發(fā)展有促進的意義。
關(guān)鍵詞:參數(shù)方程;數(shù)學(xué);解決問題;優(yōu)越性
因為參數(shù)方程與普通方程具有一定的互換關(guān)系,所以學(xué)生理解參數(shù)方程的內(nèi)容時,并不是很難接受;但是在實際應(yīng)用過程中,往往會受到數(shù)學(xué)思維等多方面的影響,使其參數(shù)方程不能很好地建立和應(yīng)用;對此學(xué)生應(yīng)不斷注重解題思維的培養(yǎng),首先要從最基礎(chǔ)的轉(zhuǎn)化、分析、歸納以及建立等基礎(chǔ)的思維鍛煉抓起,然后再逐漸意識到參數(shù)方程解題的益處和價值,從而更好地意識到參數(shù)方程對于解題的優(yōu)越性。
很多學(xué)生對于求距離長度的問題,會有一定的難度,很多學(xué)生會利用距離公式或是使其轉(zhuǎn)化為直線間距的方式進行求解,但是都沒有利用橢圓參數(shù)方程,在此說明參數(shù)方程在解決距離長度問題時的優(yōu)越性。例如“,在橢圓,求出橢圓上的點醞到直線x+2y-10=0的距離最小值d”;通過題意設(shè)點醞坐標為(4cosα,3sinα),此時確定該題中的唯一參數(shù)為α,并且α∈[0,2π),此時得知d=,并且當α=α0時d為最小值,所以此時可得出4cosα與3sinα的值,再將值帶入直線方程中,就可以求出d的值為;對此通過參數(shù)的確定并進而簡化,從而更好地解決距離長度的數(shù)學(xué)習(xí)題。
例如,“求證圓的內(nèi)接矩形中,正方形的面積最大”此時列出寬為2Rsinx,與長為2Rcosx的參數(shù)方程,可以確定出面積與長寬之間的關(guān)系,對此面積S=4R2sinxcosx整理得2R2sin2x,此時當2x 為90°時,則x=45°,S是最大值;當用另一種方式,即設(shè)圓的半徑為r,內(nèi)接矩形對角線的夾角為A,此時矩形的面積為S=2r2sinA所以只有當sinA為1時,矩形面積最大,所以只有A為90°時,才能滿足條件,并驗證正方形面積最大;這兩種都準確,但是第二種方法更加需要數(shù)學(xué)思維和邏輯,給學(xué)生增加難度,對此利用參數(shù)方程不僅可以減少時間,也能輕松地解決周長面積等題型。
參數(shù)方程是解決軌跡方程的關(guān)鍵途徑,其主要的原則,在于參數(shù)的準確選擇和引進;同時參數(shù)的選擇,還要堅持一定的原則,即動點的變化隨著參數(shù)的改變而改變;對此參數(shù)在題目中,能夠準確地反映出質(zhì)點的變化規(guī)律,并且與題中給出的變量有一定的聯(lián)系;所以證明出此方程是參數(shù)的軌跡方程,就可以得知參數(shù)方程對于點軌跡方程的優(yōu)越性。
例如,一架飛機在距地面500 m高處以100 m/s的速度沿水平作直線飛行,為了保證物資準確地落在地面上,飛行員應(yīng)當如何投放,如圖所示:
利用普通方程很難用滿足于實數(shù)對于(x,y)之間的對應(yīng)關(guān)系,以及不能明確物資的運動規(guī)律;對此利用參數(shù)方程來解決,首先建立x=100 t與y=500-1/2 gt2的參數(shù)方程,其中t為參數(shù);可以知道某一時刻物資所在的位置,而且可以進一步知道物資飛行的時間,即當y=0時,t=500/2g,又由于m點的坐標x,y由t決定,所以可知當t在連續(xù)運動時,x,y也在連續(xù)變化,對此明確出物資的運動規(guī)律;并且此題明顯利用參數(shù)方程,比較簡單且明確參數(shù)與給出量之間的關(guān)系;對此說明參數(shù)方程對于點軌跡方程有一定的優(yōu)越性。
綜上所述,通過對參數(shù)方程在解決數(shù)學(xué)問題時的優(yōu)越性的分析,發(fā)現(xiàn)參數(shù)方程與普通方程存在某種必然的聯(lián)系,可以相互進行轉(zhuǎn)換,但是參數(shù)方程比普通方程更加簡易和明了,因為參數(shù)方程和普通方程都是由于參數(shù)與變量x,y有指定的函數(shù)關(guān)系,對此比較容易列出函數(shù)關(guān)系式。而參數(shù)方程轉(zhuǎn)化為普通方程時,只要將方程中的參數(shù)去掉就可以了,同時題中提到的變數(shù)范圍還是固定不變的。
參考文獻:
于文華.數(shù)學(xué)問題解決中模式識別的影響因素研究[D].南京師范大學(xué),2012.
·編輯喬建梅