劉欣欣
摘 要:從教材中的例題練習遷移到高考題是復雜的思維進階的過程,對思維、能力都有很高的要求,教師一定要花費時間去研究高考試題和教材的暗線聯(lián)系。這樣在復習備考時才能有的放矢,運用恰當?shù)慕虒W手段和自身對高考、對教材的理解,逐步培養(yǎng)學生在問題中進行信息提取、歸納、反思的能力,引導學生去進行問題的遷移拓展,從而提高學生獨立思考和解決問題的能力,達到鍛煉思維層次的目的。
關鍵詞:遷移拓展;坐標法
一、從教材中尋找高考的母體進行遷移
以人教A版選修2-1教材41頁例題3為母題進行分析與遷移,由教材問題逐漸向高考試題遷移變式,讀者可以去體會整個過程中坐標法的重要性。
題目:如圖1,設點A,B的坐標分別為(-5,0)(5,0)。直線AM,BM相交于點M,且它們的斜率之積是,求點M的軌跡方程。
分析:利用坐標法,由已知得,化簡得點M的軌跡方程為。
試題評述:人教A版2-1教材中類似問題設置了一道例題四道練習題:42頁練習題第4題,74頁習題2.4B組第3題,80頁復習參考題A組第10題,81頁復習參考題B組第5題,這幾道題目非常相似,分別從動點與兩個定點連線斜率的和、差、積、商為定值來研究動點的軌跡方程,重在讓學生體會坐標法求軌跡方程的應用,這道例題解完后如果我們再稍作思考是否會有這樣的疑問和猜想:若已知點A,B是橢圓長軸的兩個頂點,點M是橢圓上的異于A,B的任意一點,可不可以得到AM,BM的斜率之積為定值呢?
下面我們進行遷移拓展提出問題1:如圖2,已知橢圓方程為,點A,B是長軸的兩個頂點,點M是橢圓上異于A,B的任意一點,求證:直線AM,BM的斜率之積為定值。
證明:設M(x0,y0)
又得:所以直線AM,BM的斜率之積為定值。通過問題1我們不難觀察到A,B是關于原點對稱的,那么我們繼續(xù)遷移拓展提出問題2:
如圖3,已知橢圓方程為,直線l過橢圓的中心O交橢圓于A,B兩點,點M是橢圓上異于A,B的任意一點,求證:直線AM,BM的斜率之積為定值。
證明:因為A,B兩點關于原點對稱可以設
得:所以直線AM,BM的斜率之積為定值。
我們還發(fā)現(xiàn)O是線段AB的中點,于是我們可以繼續(xù)遷移拓展提出問題3:
如圖,已知橢圓方程為,直線l過橢圓的中心O交橢圓于A,B兩點,點M是橢圓上異于A,B的任意一點,點N是線段BM的中點,求證:直線ON,BM的斜率之積為定值。
證明:如圖4,由問題2的證明過程可知:直線AM,BM的斜率之積為定值,又因為O,N分別為線段AM,BM的中點,所以,所以直線ON,BM的斜率之積也為定值。我們還可以弱化問題3的條件繼續(xù)遷移拓展提出問題4:
如圖,已知橢圓方程為,直線l與橢圓交于點M,B是兩點,點N是線段BM的中點,求證:直線ON,BM的斜率之積為定值。
證明:如圖5,連接BO并延長交橢圓于點A,再連接MA,由問題2的證明過程可知:直線AM,BM的斜率之積為定值,又因為O,N分別為線段AB,MB的中點,所以ON//AM,所以直線ON,BM的斜率之積也為定值。對于問題3我們還可以遷移得出:同理取線段MA的中點P連接OP,延長OP,ON分別與橢圓相交形成過中心的兩條弦,這里兩條弦所在的直線斜率之積為定值,這兩條弦稱為橢圓的共軛直徑。
二、高考試題重現(xiàn)感受坐標法帶來的遷移變化
關于以上的遷移拓展下的結論在高考試題中出現(xiàn)的頻率是比較高的,筆者查閱了近十年的全國各地高考試題,其中2010年上海卷,2011年湖北卷,2012年天津卷,2015年新課標全國2卷都對上面的遷移內(nèi)容有過考查,下面我們以2015年新課標全國2卷文史類第20題為例體會一下:
題目:已知橢圓的離心率為,點在C上。Ⅰ求橢圓C的方程;Ⅱ直線l不經(jīng)過原點O,且不平行于坐標軸,l與C有兩個交點A,B,線段AB中點為M,證明:直線OM的斜率與直線l的斜率乘積為定值。
解析:本題的第一問屬于基礎題目,目的是讓學生容易登上第一個臺階,順利過渡到第二問,第二問是中點弦問題常規(guī)的處理方式,主要有“點差法”或者“韋達定理法”求解,設A,B坐標代入橢圓方程作差出現(xiàn)弦AB的中點和直線l的斜率;還可以設直線l的方程和橢圓方程聯(lián)立,利用韋達定理求弦AB的中點坐標,并尋找兩條直線的斜率關系。
解:Ⅰ略。Ⅱ解法:如圖6,連接BO并延長交橢圓于點C,再連接CA,因為C,B兩點關于原點對稱可以設
得:,所以直線AC的斜率與直線l的斜率之積為定值。又因為O,M分別為線段BC,AB的中點,所以OM//AC,所以直線OM的斜率與直線l的斜率乘積為定值。
結束語
本文至此不難體會到整個遷移拓展的過程中坐標法的突出作用,坐標法作為解析幾何通性通法中的重要方法,在處理諸如軌跡問題、直線與曲線位置關系、定值定點、最值、取值范圍等問題中有著重要意義。本文所研究的問題取材于教材,立足于數(shù)學思維的提升,最后劍指高考。整個分析過程充分體現(xiàn)了解析幾何的基本思維方式即數(shù)與形的相互轉(zhuǎn)化,如果教師能將教材中類似問題深入挖掘,適當遷移拓展,這對學習者來說是非常有效的鍛煉思維的方式,也能讓學生更加接近高考試題,對學習者的核心素養(yǎng)提高也是有很大幫助的。
參考文獻
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