☉江蘇省如皋市搬經(jīng)中學(xué) 章杰
以圓錐曲線為例談解題教學(xué)的幾點感悟
☉江蘇省如皋市搬經(jīng)中學(xué)章杰
在教學(xué)中,教師應(yīng)該教會學(xué)生從觀察、思考、聯(lián)想、變換思考角度等方面去分析問題,進(jìn)而確定解題的思路和方法.學(xué)生也應(yīng)該養(yǎng)成良好的學(xué)習(xí)品質(zhì),勇敢地面對遇到的任何困難,樹立戰(zhàn)勝困難的信心和決心.在我們的思維處于困境的時候,從條件的特定含義分析和解決問題,是解決數(shù)學(xué)難題的一種有效途徑.下面以圓錐曲線問題為例,來談?wù)劰P者在解題教學(xué)中的幾點感悟.
審題是解題的基礎(chǔ),思維受阻往往是對條件沒有進(jìn)行仔細(xì)觀察和思考,忽視了某些條件的重要作用,沒有轉(zhuǎn)化分解能力的差異.審題如同沙里淘金,不要漏掉任何一個線索,一個不起眼的條件或許就能打開成功的大門.
(1)求a,b的值;
(2)求證:直線MN的斜率為定值.
圖1
解析:(1)設(shè)點A(x1,y1),則B(-x1,-y1).由已知得解得x1=2,y1=1,代入橢圓方程,再結(jié)合離心率為,求得a=
(2)對于此問,題目給出的條件不少,但是值得我們關(guān)注的是“直線l:y=與橢圓E相交于A、B兩點”,這個條件等價于“A、B兩點關(guān)于原點對稱”.對于CA、CB、DA、DB中,假設(shè)斜率存在時,我們進(jìn)一步地挖掘可以得到設(shè)CA的斜率為k1,DA的斜率為k2,可得到這樣一來,直線AD的方程為y-1=k2(x-2),直線BC的方程為y+1=-求點N
上述問題,雖然給出的條件眾多,但是問題的突破口應(yīng)該是
數(shù)學(xué)問題的解決經(jīng)常伴隨著困難、挫折和失敗.有些學(xué)生在思維受阻時,冥思苦想,不肯放棄原有思路,鉆牛角尖,固執(zhí)己見,當(dāng)然是窮途末路苦徘徊,到頭來一無所獲.也有人碰到難題,急于求成,一旦思路受阻,找不到切入點,就會煩躁不安,心慌意亂.也有人遇到思維受阻,能夠冷靜地觀察,善于尋找特定條件的微妙含義,迅速轉(zhuǎn)換思維角度,靈感突現(xiàn),這種成功的快感難以言表.
圖2
(1)求橢圓C和圓F的方程;
(2)已知過點A的直線l與橢圓C交于一點B,與圓F交于另一點P.請判斷是否存在斜率不為0的直線l,使P恰好為線段AB的中點?若存在,求出直線l的方程;若不存在,說明理由.
(2)對于本問的求解,大部分學(xué)生的思路是:設(shè)出直線AB的方程,與橢圓方程聯(lián)立,利用中點坐標(biāo)公式表示出點P坐標(biāo),再由點P在圓F上,故點P的坐標(biāo)滿足圓的方程.再利用此關(guān)系判斷滿足條件的直線是否存在.
設(shè)B(x1,y1),則2+x1=可得中點P由點P在圓F上可得化簡整理得k2=0.又因為k≠0,所以不存在滿足條件的直線l.
解析幾何既具有幾何特征,又具有代數(shù)性質(zhì).幾何問題代數(shù)化是處理解析幾何問題的常用策略,解題中要善于挖掘隱藏的平面幾何屬性,為代數(shù)化創(chuàng)造條件.代數(shù)化的過程既可以將幾何問題直接代數(shù)化,也可以先把幾何問題利用幾何方法進(jìn)行適度簡化,再代數(shù)化.通常前者思維量小但計算量大;后者計算量小但思維量大.
在解題中,當(dāng)遇到一道難題時,某些同學(xué)對題發(fā)呆,雖然絞盡腦汁,靈感也總是出不來,自己著急,老師也替學(xué)生發(fā)急.其實題目中的每個條件都具有自己的特定含義,我們不妨把它們轉(zhuǎn)化一下,哪怕是一小步,寫一寫、化一化、算一算,也許在寫與算的過程中就可以得到一些啟發(fā).
例3如圖3,在平面直角坐標(biāo)系中,已知拋物線y2= 2px(p>0),設(shè)點D(n,0),E(m,0),M為拋物線上的動點(異于頂點),連接ME并延長交拋物線于點N,連接MD、ND并延長交拋物線于點P、Q,連接PQ,設(shè)直線MN、PQ的斜率存在且分別為k1、k2.
圖3
(1)若k1=1,m=2,|MN|=4求p;
(2)是否存在與p無關(guān)的常數(shù)λ,使得k1=λk2恒成立,若存在,請將λ用m、n表示出來;若不存在,請說明理由.
解析:(1)略.
(2)本題條件眾多,容易分散我們的注意力.拋物線居然有四個點M、N、P、Q,其中M、E、N三點共線,M、D、P三點共線,N、D、Q三點共線,直線MN、PQ的斜率分別為k1、k2.如果想k1=λk2恒成立時λ的值存在,那么這么多的條件,從哪個地方下手,設(shè)點還是設(shè)直線,乍一看肯定是心慌意亂的.
其實雖然有這么多點的共線,但是它們的性質(zhì)特征應(yīng)該是一致的,任何三點共線具有的性質(zhì)應(yīng)該是相似的,其實這也是他們的突破點,如果我們能夠行動起來,集中攻擊這個弱點,在計算過程中還可能獲得啟發(fā),進(jìn)而乘勝推進(jìn),最終獲得成功.基于此,我們不妨從M、E、N三點共線入手,設(shè)M(x1,y1),N(x2,y2),P(x3,y3),Q(x4,y4),得由于M、N是拋物線上的點,可以化簡再化簡得,y2y1= -2pm.這是多么驚喜的戰(zhàn)果呀!也就是說,從M、E、N三點共線可以得到y(tǒng)2y1=-2pm,那么可以肯定地說,從M、D、P三點可以得到y(tǒng)3y1=-2pn,從N、D、Q三點共線可以得到上式鞏固陣地,即,需要將y3、y4替換成y1、y2,則k2=再來看等式存在.因此,存在與p無關(guān)的常數(shù)λ=,使得k1=λk2恒成立.
綜上,對于解析幾何問題,一般來說解題過程都比較煩瑣,運算量較大,如何簡化運算就成了同學(xué)們迫切要解決的問題,因此在教學(xué)過程要注重培養(yǎng)學(xué)生綜合運用所學(xué)知識解決問題的能力;要加強學(xué)生運算、轉(zhuǎn)化能力的強化訓(xùn)練;要注意問題的求解中分類討論、數(shù)形結(jié)合、函數(shù)不等式、參數(shù)法等數(shù)學(xué)思想方法的滲透.F