筅江蘇省常熟市尚湖高級中學余志峰
從高考談圓錐曲線優(yōu)化教學
——以2015年高考數(shù)學浙江卷為例
筅江蘇省常熟市尚湖高級中學余志峰
高考注重圓錐曲線綜合性的考查,研讀各地的高考卷,題型設計精妙,注意區(qū)分基礎與能力,對教學也帶來了好的啟示,尤以靈活變通最為重要.我們在教學過程中需要加強學生對數(shù)學方法的學習和感悟,引導學生結合自身尋求優(yōu)解.
圖1
考題1(2015年浙江高考卷)如圖1所示,現(xiàn)有一拋物線C1:x2=y,圓C2:x2+(y-4)2=1,它的圓心為點M.
(1)求圓心點M到拋物線C1準線的距離;
(2)已知有一點P是拋物線C1上一個異于原點的一點,現(xiàn)經(jīng)過點P作圓C2的切線段,并且使切線交拋物線C1于點A和B,如果經(jīng)過M和P兩點的直線l垂直于AB,求直線l的方程.
1.思路突破
(2)求解直線l方程的途徑很多,其中有:①M的坐標已知,設直線l的斜率為k,利用斜率求方程;②利用兩點式,設P的坐標然后求解;③確定AB的斜率,然后確定要求的斜率,分析后再求解.對比總結發(fā)現(xiàn)途徑①需求P的坐標,再求切線方程會復雜,過A、B兩點的斜率計算量太大,途徑②則較為簡單,途徑③實際上行不通.則以途徑②求解為主,由P點出發(fā),設出切線的斜率,設P(x0,),A(x1,),B(x2,),根據(jù)題意有x0≠±1,x1≠x2.設經(jīng)過P點的圓C2的切線的方程為y-x0=k(x-x0),即y-=k(x-x0),則
設PA、PB的斜率分別為k1、k2(k1≠k2),那么k1、k2則是上面方程的兩個解,所以有但因為P點的坐標已表示出,一元二次方程有一個根已知,則另一個根可以表示出,那么直線AB的斜率可確定,根據(jù)兩條直線相互垂直的空間關系,可以建立方程,解得,所以點P的坐標為
2.考題拓展
考題2(2015年北京卷)已知一拋物線C:y=(x+1)2,又有一圓,它們有一公共點A,并且在點A處兩條曲線的切線為同一直線l.
(1)求r的值;
(2)設m、n為異于直線l且與拋物線C及其圓M都相切的兩條直線,m和n的交點為D,求點D到直線l的距離.
圖2
考題3(2015年陜西卷)如圖2所示,曲線C由橢圓C1的上半部分和部分拋物線C2連接而成,其中(a>b>0,y≥0),C2:y=-x2+1(y≤0).C1和C2的公共點為A、B,并且C1的離心率
(1)求a和b的值;
(2)經(jīng)過點B的直線l和C1、C2分別相交于P和Q(他們均異于點A和B),如果存在AP⊥AQ,求直線l的方程.
考題4(2016年杭州市三模)如圖3所示,已知拋物線E:y2=x,圓M:(x-4)2+y2=r2(r>0),拋物線和圓相交于A、B、C、D四個點.
圖3
(1)求r的取值范圍;
(2)當四邊形ABCD的面積達到最大值時,求兩條對角線AC和BD的交點P的坐標.
3.對比揭示
上述四題都是對圓錐曲線的考查,曲線組合多種多樣,有考查圓和拋物線的,也有橢圓和拋物線的,位置關系有相交也有相切的.解題時都需要通過曲線間的位置關系表示出直線方程,對方程施加限制條件來推理求解,所不同的是考題中的條件有垂直關系,也有共線,面積最大等情況.總體的求解思路都是不變的,結合點線的相互關系列方程,根據(jù)條件解未知.
1.解析高考,活學活用
從高考試題的知識點來看,高考考查內(nèi)容一般都是高中知識的重點,不會偏離,題型新但不會怪.高考難題的設問也考慮大多數(shù)考生,采用一題多問的形式,尤其是綜合型很強的題型.在對圓錐曲線的考查中既有針對基礎知識的考查,又有綜合活用的考核,一般第一問突出考查學生對數(shù)學主干知識的掌握,較為簡單,第二問則注重學生靈活使用方法,綜合知識求解的能力.高考對圓錐曲線考查題型主體不變,通常將直線、三角形、曲線等幾何對象進行綜合,在結合相關的知識進行考核,求解方法靈活多樣,大同小異,需要學生自身多加總結思考,靈活解題.教學中則需要老師注重基礎,努力引導,力求避免灌輸式教學,多進行新情境下靈活轉(zhuǎn)化,活用方法的指導.
2.扎實基礎,提高能力
解題能力的提高是教學的重點,只有基礎扎實、解題步驟扎實、運算準確才可以取得高分,運算能力是中學的重點,例如對公式的使用、變形、推理是高中的基礎,需要學生在大量的、反復的練習中提高.老師則要努力引導學生進行針對性學習,優(yōu)化解題方法,例題第二問的解法思路有很多,但是在具體的實施過程中最優(yōu)解只有一種.在教學中需要引導學生進行反思、體驗、總結,掌握常用的解題方法,例如設而不求、整體代換、數(shù)形結合等思想方法.解題不在于量,在于精華的汲取,要讓學生在熟練基本解題方法的基礎上,努力尋求最合理、最簡便的方法,不滿足于“能解題”,而要追求“會解題”,逐步地提升解決綜合性強、難度大的題型的能力.
3.回顧反思,突破陳規(guī)
每一道經(jīng)典題目都有其精華之處,每一次的復習都需要學生進行歸納總結,高考之路其實就是一次次的反思總結的過程.在教學中非常有必要對教授過的題目進行重新的分析思考,多設問多引導,讓學生在一次次的思考中加深印象,對比分析中感悟數(shù)學思想,進行重新的知識構架的調(diào)整,獲得思想上的融會貫通,摒棄陳舊的不適合的解題陋習,去突破常規(guī).學會對具體問題具體分析,尋求適合自己的解題方法,積累自己的解題經(jīng)驗,而老師在這個過程中要作為一個引導者,適時的放手,讓學生自己完成這個升華的過程.突破常規(guī)不是一個簡單的過程,需要學生親自去總結、去積累、去感悟.
圓錐曲線是高考重點考查的一類綜合題型,解題方法和思路也是多種多樣的,我們應該引導學生去扎實基礎,感悟其中的數(shù)學思想,通過自我意識的強化達到觸類旁通的境界,鼓勵學生回顧反思,尋求優(yōu)解,活學活用,提高解題能力.
1.張進華.既要夯實“通性通法”,又要學會“靈活變通”——從兩道高考試題的解法談起[J].中學數(shù)學(上),2016(9).
2.董義.優(yōu)化解題方法提升運算能力——談圓錐曲線中橢圓問題的求解方法[J].中學數(shù)學(上),2016(9).
3.鐘順榮.利用伸縮變換求解直線與橢圓相切問題初探[J].中學數(shù)學(上),2015(3).
4.劉志有.高中數(shù)學圓錐曲線教學的有效性策略分析[J].數(shù)學教學通訊,2014(15).
5.洪平鋒.圓錐曲線互相垂直切交點的一個性質(zhì)——一道2014年廣東高考試題的推廣[J].數(shù)學教學通訊,2014(6).F