戴德文
(安徽省含山中學 238100)
解析幾何是用代數(shù)的方法研究幾何,但是用代數(shù)方法處理解析幾何題有時運算量比較大.高中學生在學習過程中數(shù)學運算能力普遍不太好,學生不想算,特別是含有字母和式子比較多,只要在運算過程中出現(xiàn)符號或者字母的次數(shù)以及式子等價變形等一點差錯就導致整個題目出錯.教師在教學過程中要引導學生盡可能多思會算,在處理過程中有時要引導學生善于畫圖,觀察圖像從中發(fā)現(xiàn)規(guī)律,以圖助思,有時也要根據(jù)題意在求解過程中及時調(diào)整運算方向、追根溯源、優(yōu)化運算,不斷提高自己的綜合思維和運算求解能力.
(1)求橢圓C的方程;
(2)設Q為ΔPF1F2的內(nèi)心,①當x0=-3時,求點Q的坐標;②求證:點Q在定橢圓上.
直線PF1:y0x-(x0+3)y+3y0=0,直線PF2:y0x-(x0-3)y-3y0=0,則點Q到ΔPF1F2三邊距離相等,即
由于點Q在直線PF1:y0x-(x0+3)y+3y0=0的右上方,又在直線PF2:y0x-(x0-3)y-3y0=0的左下方,根據(jù)我們所學的線性規(guī)劃知識,能夠判斷出一個為正,一個為負,結合圖形(圖1)我們可以知道上面的為正,下面的為負.所以
圖1
對于例題1根據(jù)圖2我們利用切線長相等得到
圖2
|PF1|-|PF2|=(|PR|+|RF1|)-(|PS|+|SF2|)=|F1T|-|F2T|=(x+3)-(3-x).
圖3
本題減少運算還可以這樣處理(參見圖2)設|PR|=|PS|=m,|F1R|=|F1T|=x+3,|F2T|=|F2S|=3-x,因為|PF1|+|PF2|=2m+x+3+3-x=10,所以m=2.
圖4
證明:線段OQ,OR,BC能構成一個直角三角形.
從而線段OQ,OR,BC能構成一個直角三角形.
證明過程目標明確,思路清楚,不畏困難,這種通性通法就是要求學生直面困難,逢山開路遇水搭橋,一步一步往下算直到成功,不回避繁瑣的運算,有利于學生邏輯推理和運算能力的提高.
對于例題2我們也可以換一個角度去思考,這對學生的要求較高,學生必須掌握好書中的閱讀材料,同時對放射變換的相關知識也應該有所理解.
證明2:構造一個以原點為圓心,半徑為a的圓,如圖5滿足OQ∥AP,M是線段AP的中點,射線OM與圓O交于點R.設OQ與x軸所成的角為θ,則∠AOR=90°-θ.
圖5
經(jīng)過放射變換后得出:
∴(OQ′)2+(OR′)2=a2cos2θ+b2sin2θ+(-asinθ)2+b2cos2θ=a2+b2=(B′C′)2.
所以線段OQ,OR,BC能構成一個直角三角形.
證明2:主要是利用放射變換的性質(zhì),通過放射變換橢圓順利變成了一個圓,放射變換過程中直線的平行關系保持不變,通過設θ角進行運算求解,利用圓中的幾何性質(zhì)垂直平分弦,從而得出結論.
例3已知A(-1,0),B(5,0),圓M:(x-4)2+(y-m)2=4上存在唯一的點P使得直線PA,PB在y軸上的截距的乘積為5.求m的值.
圖6
例4 已知拋物線C:y2=4x的焦點為F,直線l:y=2x+a與拋物線C交于A,B兩點.
(1)若a=-1,求△FAB的面積;
(2)已知圓M:(x-3)2+y2=4,過點P(4,4)作圓M的兩條切線,與曲線C交于另外兩點D,E,求證:直線DE也圓M相切.
圖7
解得:x1=4(m-1)2.
不妨設D(4(m1-1)2,4(m1-1)),E(4(m2-1)2,4(m2-1)),
總之解析幾何要想學生在考試過程中得到較好的成績,在平時教學過程中應該引導學生多思會算,不畏困難,以圖助思,善于總結,在教學的實踐中不斷提高學生的思維品質(zhì),最終提升學生的數(shù)學學科素養(yǎng).