李軒宇
摘要:在高中數(shù)學(xué)的幾何問題的處理過程中,有人將解析法比喻為一把鋒利的快刀,這是有一定的道理的。而在運(yùn)用解析法的過程中,如果使用不當(dāng),就會(huì)使運(yùn)算過程非常復(fù)雜。因此,我們有必要總結(jié)出一些解題技巧。本文根據(jù)高中數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)過程中的總結(jié)的經(jīng)驗(yàn),例談高中數(shù)學(xué)解析幾何中的解題技巧。
關(guān)鍵詞:高中數(shù)學(xué) 解析幾何 解題技巧
前言
在整個(gè)高中數(shù)學(xué)知識(shí)系統(tǒng)中,解析幾何這部分內(nèi)容非常重要。然而,當(dāng)我們?cè)趯W(xué)習(xí)這些這部分內(nèi)容時(shí),往往感覺難度不小。從歷年高考試題解析幾何部分的得分情況來看,不容樂觀。隨著新課程改革的到來,其對(duì)我們學(xué)生的分析問題能力和解決問題的能力提出了越來越高的要求。對(duì)于這部分內(nèi)容的學(xué)習(xí),我們有必要重視起重要性,并總結(jié)出一些解題技巧,從而為我們以后解析幾何的解題提供參考。
一、高中數(shù)學(xué)引入解析幾何的重要性分析
縱觀高中數(shù)學(xué)課程的整個(gè)體系,解析幾何這部分內(nèi)容占據(jù)了重要的地位,該部分內(nèi)容對(duì)于我們學(xué)生的順序思維和能力的培養(yǎng)有較大的幫助。具體而言,可以從下面三個(gè)角度來分析。首先,高中解析幾何這部分內(nèi)容有著承上啟下的功能,這部分內(nèi)容不僅能夠?qū)Τ踔兴鶎W(xué)的平面幾何內(nèi)容進(jìn)行了補(bǔ)充,還是為我們進(jìn)入大學(xué)之后的《空間解析幾何》等課程的學(xué)習(xí)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。其次,在高中數(shù)學(xué)所有知識(shí)點(diǎn)中,解析幾何這部分內(nèi)容是一個(gè)交叉點(diǎn)。這部分內(nèi)容往往要將已經(jīng)學(xué)習(xí)過的代數(shù)和向量部分的內(nèi)容結(jié)合起來。如果缺乏這部分內(nèi)容的基礎(chǔ),那么就很難真正學(xué)好解析幾何。因此,我們要在基于學(xué)習(xí)和掌握這部分?jǐn)?shù)學(xué)知識(shí)之后,靈活加以運(yùn)用,從而提升自己的數(shù)學(xué)能力。再次,解析幾何這部分內(nèi)容注重方法論。總體來看,其特點(diǎn)不僅抽象,而且系統(tǒng)性也很強(qiáng),知識(shí)體系比較完善。因此,解析幾何這部分內(nèi)容的深入學(xué)習(xí),不但能夠培養(yǎng)我們是數(shù)學(xué)思維,而且能夠增強(qiáng)我們對(duì)其他學(xué)科或領(lǐng)域的應(yīng)用。
二、高中數(shù)學(xué)解析幾何中的解題技巧總結(jié)
(一)緊密結(jié)合代數(shù)知識(shí)解題
通過大量幾何試題的求解經(jīng)驗(yàn)可知,在解析幾何問題中,使用坐標(biāo)系,根據(jù)代數(shù)的方法來研究幾何問題,這種方法是非常普遍。很多時(shí)候,當(dāng)我們直接求解解析幾何問題沒有頭緒的時(shí)候,使用代數(shù)方法往往能夠有“柳暗花明又一村”的感覺。高中解析幾何中作為一般點(diǎn)的軌跡的直線、圓、圓錐曲線的研究都運(yùn)用了坐標(biāo)這一工具:根據(jù)直線、圓、圓錐曲線的圖形特征或定義,探究它們的方程;通過研究方程得到直線、圓、圓錐曲線的幾何性質(zhì),這些都充分體現(xiàn)了坐標(biāo)法的重要性。例如,在這個(gè)“求到兩定點(diǎn)的距離之比等于常數(shù)的點(diǎn)的軌跡”問題的求解過程中,取平面直角坐標(biāo)系,使兩定點(diǎn)的連線為x軸,且連線段的中點(diǎn)為原點(diǎn),并設(shè)兩定點(diǎn)的距離為2b,則兩定點(diǎn)分別為M(b,0)N(-b,0),N(x,y)是軌跡上任意一點(diǎn),常數(shù)為n,最終得到軌跡方程(n2-1)(x2+y2)+2b(n2+1))x+b2(n2-1)=0
(二)充分利用幾何圖形性質(zhì)簡(jiǎn)化解題過程
在對(duì)幾何圖形相關(guān)問題進(jìn)行求解的時(shí)候,在充分運(yùn)用圖形性質(zhì)之后,將代數(shù)知識(shí)與幾何知識(shí)有機(jī)結(jié)合在一起,往往可以使問題變得更加簡(jiǎn)單,從而為考場(chǎng)上贏得解題時(shí)間優(yōu)勢(shì)。并且,如果使用的解題方法更簡(jiǎn)單,那么解題出錯(cuò)的概率要小得多。在數(shù)形結(jié)合幾何問題中,主要有這四類問題,第一,軌跡求解問題。第二,求值問題。第三,求范圍問題。第四,求最值問題。第五,求證明問題。比如,在對(duì)曲線軌跡方程求解的過程中,通過幾何條件,可以對(duì)軌跡的曲線類型進(jìn)行判斷,然后通過待定系數(shù)法來求解。
(三)用函數(shù)(變量)的觀點(diǎn)來解決問題
函數(shù)能夠描述客觀世界中變量間依賴關(guān)系,函數(shù)在高中數(shù)學(xué)中的地位的非常重要的。在解題的過程中,合理地運(yùn)用函數(shù)的觀點(diǎn)來解題,往往會(huì)使解題過程變得更加簡(jiǎn)單。對(duì)于解析幾何問題而言,由于線或點(diǎn)發(fā)生改變,從而導(dǎo)致圖形中其他量的改變,這樣類型的題目,往往可以使用函數(shù)的觀點(diǎn)來求解。例如,在某次全國(guó)高中數(shù)學(xué)競(jìng)賽題中,已知拋物線y2=6x上的2個(gè)動(dòng)點(diǎn)A(x1,y1)和B(x2,y2),其中x1≠x2且X1+X2=4。線段AB的垂直平分線與x軸交于點(diǎn)C,求AABC面積的最大值。
解題思路:在閱讀題干之后,我們可以了解到,線段AB中點(diǎn)的橫坐標(biāo)是不變的,縱坐標(biāo)是變化的。因此,我們可以將AB中點(diǎn)的縱坐標(biāo)作為主變量,設(shè)法構(gòu)造出函數(shù),從而將解析幾何問題通過函數(shù)的觀點(diǎn)來求解。
解題思想總結(jié):在本題的解答過程中,用到了函數(shù)(變量)的觀點(diǎn)。其中,巧妙地進(jìn)行消元和轉(zhuǎn)化,采用了“設(shè)而不求”的策略,最后求得△ABC面積的表達(dá)式,轉(zhuǎn)化為求最值問題。
三、小結(jié)
在高中奧賽和高考中,解析幾何這部分內(nèi)容幾乎是每年的必考題。通過對(duì)大量的歷年考題的分析,可發(fā)現(xiàn),這部分試題的主要特點(diǎn)是難度較大,靈活性較強(qiáng)。為了順利解答這些題目,我們高中生應(yīng)當(dāng)學(xué)會(huì)總結(jié)這類題的特點(diǎn),有針對(duì)性地訓(xùn)練,從而在考試中獲得更好的成績(jī)。