王圣昊
本題是2017年泰州市高三一模試題,考場(chǎng)上難住了我們很多考生,大家普遍認(rèn)為該題較難,無(wú)從下手,本人在老師的指導(dǎo)下,經(jīng)過(guò)一番研究,得出四種解決方案,分享給同學(xué)們.
一、不等式法
思路分析求線段BC的長(zhǎng)的取值范圍,最直接的想法是通過(guò)不等式來(lái)解決.
由幾何中求圓的弦長(zhǎng)的基本方法:設(shè)BC=x,取BC的中點(diǎn)為M,連結(jié)OA,OM,MA,OB,由垂徑定理求出OM,再由三角形△OAM,列不等式可解.
點(diǎn)評(píng) 圓的幾何性質(zhì)常常是解決圓的問(wèn)題的最直接、最有效的方法.在三角形中常用兩邊之和大于第三邊和兩邊之差小于第三邊,求代數(shù)式的最值或取值范圍.
二、軌跡法
思路分析上面通過(guò)構(gòu)建不等式使問(wèn)題獲得了解決,但作為解析幾何題我們更想通過(guò)解析的方法來(lái)解決.
點(diǎn)評(píng) 軌跡問(wèn)題是解析幾何的兩大核心內(nèi)容之一,求點(diǎn)的軌跡方程最常用、最基本、最簡(jiǎn)潔的一種方法是直接法:直接設(shè)出動(dòng)點(diǎn)的坐標(biāo),根據(jù)題意列出幾何關(guān)系式,代入動(dòng)點(diǎn)的坐標(biāo)并化簡(jiǎn),得出動(dòng)點(diǎn)的軌跡方程.
圓上的動(dòng)點(diǎn)到一個(gè)定點(diǎn)的距離的最小值和最大值分別為d-r和d+r,其中r為圓的半徑,d為定點(diǎn)到圓心的距離.
三、幾何法
在△OAM中,我們可以通過(guò)中線公式,求出MN的值,再利用三角形的性質(zhì)求出AM的取值范圍,從而求出BC的取值范圍.
點(diǎn)評(píng)解析幾何是通過(guò)代數(shù)方法(方程思想)來(lái)解決幾何問(wèn)題,但反過(guò)來(lái)幾何的性質(zhì)也可以幫助開(kāi)拓解題思路,優(yōu)化解題過(guò)程.如本題中應(yīng)用的圓的性質(zhì)、三角形中線長(zhǎng)公式和三角形的性質(zhì)等.
四、構(gòu)造法
思路分析 上面三種方法都是直接探求弦長(zhǎng)BC的取值范圍,我還發(fā)現(xiàn)了一個(gè)構(gòu)造新的數(shù)學(xué)模型的方法.
同理:求BC長(zhǎng)的最小值時(shí),如圖5.
點(diǎn)評(píng) 通過(guò)構(gòu)建新的數(shù)學(xué)模型來(lái)解決問(wèn)題,比較新穎,但這種方法技巧性強(qiáng),難度大,對(duì)我們能力要求高.本題解模過(guò)程中還應(yīng)用了柯西不等式,也要求有相當(dāng)多的知識(shí)儲(chǔ)備.
通過(guò)本文案例告訴我們,求某一代數(shù)式(或某幾何量)的取值范圍(或最值)的方法,主要有幾何法和代數(shù)法兩種.幾何法是借助幾何性質(zhì)知,何時(shí)(或何處)取得最值,從而求出該代數(shù)式(或該幾何量)的取值范圍(或最值);代數(shù)法是引入某個(gè)(或某些)變量,將該代數(shù)式(或該幾何量)表示為該變量的函數(shù)(或這些變量的代數(shù)式),再求該函數(shù)(或該代數(shù)式)的最值.