☉廣西柳州高級中學(xué) 吳佐慧
文1研究了2017年普通高等學(xué)校招生全國統(tǒng)一考理科數(shù)學(xué)試卷Ⅰ第20題(圓錐曲線)的解法以及推廣,同時也例證了數(shù)學(xué)核心素養(yǎng)在解題教學(xué)中的滲透.文2是對一道課本習(xí)題(圓錐曲線)進行探討,得到了相關(guān)的性質(zhì).不難發(fā)現(xiàn),以上各例均為圓錐曲線的定點定值問題,且與直線斜率有關(guān).兩篇文章的作者都直接應(yīng)用坐標(biāo)法,先設(shè)動直線的方程為l:y=kx+m,然后聯(lián)立直線與圓錐曲線的方程進行求解.
在解決圓錐曲線問題的時候,多種方法可供我們選擇,其中坐標(biāo)法是解析幾何中最基本的方法,也是最重要的方法.坐標(biāo)法的優(yōu)越性在于它利用了數(shù)可以運算的特點,把幾何問題代數(shù)化.同時也可以通過建立極坐標(biāo)系來解決一類問題;再加上向量的直觀,我們也可以常常利用向量的代數(shù)運算來研究圖像的性質(zhì),即所謂的向量法;同樣也可以把橢圓變成圓,即點變換法,包括:正交變換和仿射變換等.
本文將從平移坐標(biāo)系的視角再次給出文1、2中問題的證明,這個證明將是非常自然也是容易理解和接受的.
(2)設(shè)直線l不經(jīng)過P2點且與C相交于A,B兩點.若直線P2A與P2B的斜率和為-1,證明:l過定點.
證:平移坐標(biāo)系,將坐標(biāo)原點O平移到P2點,過P2點且垂直于y軸的直線作x′軸,過P2點且垂直于x軸的直線作y′軸,則在新的直角坐標(biāo)系下,橢圓的方程(y+1)2=1,即x2+4y2+8y=0. ①
設(shè)在此坐標(biāo)系下直線l的方程為mx+ny=1. ②
聯(lián)立①②x2+4y2+8y(mx+ny)=0,整理可得
注:本題中出現(xiàn)的條件:直線P2A與P2B的斜率和為-1,很容易讓人聯(lián)想到設(shè)動直線的方程為l:y=kx+m,接著聯(lián)立方程、韋達定理,但是我們再細(xì)想一下怎么才能使斜率的表達式比較簡單?顯然是過坐標(biāo)原點的直線斜率最簡單.同時,本題直線P2A與P2B又同過點P2,所以很自然的想到把坐標(biāo)原點平移到點P2,此時直線P2A與P2B的斜率就比較簡潔,再用韋達定理的時候,計算量就得到了很大的簡化,證明過程就顯得非常自然且容易理解.
證明:平移坐標(biāo)系,將坐標(biāo)原點O平移到P點,過P點且垂直于y軸的直線作x′軸,則在新的直角坐標(biāo)系下,橢圓的方程
設(shè)在此坐標(biāo)系下直線l的方程為mx+ny=1. ④
目前軍工科研單位許多科研人員認(rèn)為檔案是檔案管理部門的工作,缺乏對過程資料歸檔的意識。導(dǎo)致項目建設(shè)中對隨機資料、研制過程資料、測試驗收資料等沒有進行及時的預(yù)歸檔工作,造成后期找不到資料,檔案驗收不合格的情況。
聯(lián)立③④b2x2+a2y2+2a2by(mx+ny)=0,整理可得2bnλ=λ.又因為λ≠0,即直線l在新坐標(biāo)系下過點
性質(zhì)2:設(shè)直線l不經(jīng)過橢
同樣的證明方法可以得到文1中的其他性質(zhì).在此不再贅述.
證明:平移坐標(biāo)系,將坐標(biāo)原點O平移到M(x0,y0)點,過M點且垂直于y軸的直線作x′軸,過M點且垂直于x軸的直線作y′軸,則在新的直角坐標(biāo)系下,橢圓的方程為心對稱的兩點,M是橢圓上不同于A,B的任意一點,則
設(shè)在新坐標(biāo)系下直線AB的方程為mx+ny=1.⑥
聯(lián)立⑤⑥b2x2+a2y2+(2b2x0x+2a2y0y)(mx+ny)=0,整1)b2=0.
性質(zhì)4:M(x0,y0),其中y0≠0,是橢圓
證明:平移坐標(biāo)系,將坐標(biāo)原點O平移到M(x0,y0)點,過M點且垂直于y軸的直線作x′軸,過M點且垂直于x軸的直線作y′軸,則在新的直角坐標(biāo)系下,橢圓的方程
設(shè)在新坐標(biāo)系下直線AB的方程為mx+ny=1.⑧
聯(lián)立⑦⑧b2x2+a2y2+(2b2x0x+2a2y0y)(mx+ny)=0,(2x0m+1)b2=0.
對于雙曲線、拋物線,我們可以采用類似的方法進行處理,在此不再贅述.
教育部于2014年3月頒布的《關(guān)于全面深化課程改革落實以德樹人根本任務(wù)的意見》提出核心素養(yǎng)以及學(xué)科核心素養(yǎng),并且明確要求“研究制定學(xué)生發(fā)展核心素養(yǎng)體系和學(xué)業(yè)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)”.2016年9月13日由北京師范大學(xué)專家牽頭的專家小組公布了研究結(jié)果,將核心素養(yǎng)定義為“學(xué)生應(yīng)具備的、能夠適應(yīng)終身發(fā)展和社會發(fā)展需要的必備品格和關(guān)鍵能力”.課程標(biāo)準(zhǔn)把數(shù)學(xué)核心素養(yǎng)定義為:“學(xué)生應(yīng)具備的、能夠適應(yīng)終身發(fā)展和社會發(fā)展需要的、與數(shù)學(xué)有關(guān)的思維品質(zhì)和相關(guān)能力.”
數(shù)學(xué)核心素養(yǎng)包括:數(shù)學(xué)抽象、邏輯推理、數(shù)學(xué)建模、直觀想象、數(shù)學(xué)運算和數(shù)據(jù)分析.通過基礎(chǔ)教育階段的數(shù)學(xué)教育,接受數(shù)學(xué)教育的終極目標(biāo)是:會用數(shù)學(xué)的眼光觀察世界;會用數(shù)學(xué)的思維思考世界;會用數(shù)學(xué)的語言表達世界.
數(shù)學(xué)核心素養(yǎng)需要我們教師在正常的教學(xué)中落實.平時我們就要引導(dǎo)學(xué)生多思考,多整理,知道自己有什么工具(方法)可用,看到一個條件或?qū)嶋H問題,問問自己,它有什么特征、以前在哪見過、有哪些方法可以嘗試,和以往的有什么不同、我得做怎樣的調(diào)整.
我們教學(xué)生數(shù)學(xué)不是為了教會學(xué)生幾個數(shù)學(xué)題、督促學(xué)生做幾張試卷.題目,學(xué)生是永遠(yuǎn)都做不完的;試卷,我們老師也是講不完的.學(xué)生學(xué)過的知識過些年后就會遺忘,但是他永遠(yuǎn)不會忘記的就是思考問題的方式以及學(xué)習(xí)的習(xí)慣,所以我們教學(xué)生的目的就是要教會學(xué)生學(xué)會學(xué)習(xí)、學(xué)會思考,提高學(xué)生分析問題以及解決問題的能力——這些才是學(xué)生終身受用的.