河北 郭天總 王紅波
(作者單位:邯鄲市永年區(qū)第二中學)
新高考重視能力立意、情境命題,尤其是在知識網(wǎng)絡(luò)的交匯點上設(shè)計試題,而平面向量與圓錐曲線結(jié)合的這類問題能有效的考查學生的數(shù)形結(jié)合思想、化歸與轉(zhuǎn)化思想、分析法與綜合法等數(shù)學思想和方法,能加強高中數(shù)學知識各分支之間的聯(lián)系,開拓解題視野,提高學生數(shù)學解題能力和水平.因此,圓錐曲線與平面向量的融合交匯是新課程高考命題改革的發(fā)展方向和創(chuàng)新的必然趨勢.而學生對這部分內(nèi)容普遍感到不適應(yīng).那么,在解析幾何復習時,該如何融合平面向量的基礎(chǔ)、滲透平面向量的基本方法提高復習效率呢?
筆者認為“一題多解”“一題多變”“多題一解”是一種高效的復習方法,“一題多解”即一道題有多種解法,該方式可以鍛煉學生的發(fā)散思維,開闊學生的思路;“一題多變”即對一道題從問題情境、問題的方式等方面進行改變,達到觸類旁通、舉一反三的效果;“多題一解”即某類問題用的是一種解題思想或考查的是同一個知識點,該方式可以幫助學生歸納總結(jié)題型,避免題海戰(zhàn)術(shù),達到跳出題海的目的.總之,用“三多”的模式去復習,可以大大提高復習的效果,達到事半功倍的效果.
本文以共線向量與圓錐曲線交匯的問題為例,探析在復習中如何做到以上所說的“三多”,希望能起到拋磚引玉的作用.
【分析】看問題:求直線l的斜率.
想方法:求直線斜率的基本方法:
(1)通性通法:屬于求值問題,考查方程思想,找出等量關(guān)系建立關(guān)于直線l斜率的方程去求解.
定義法:k=tanα(α≠90°).
(2)過F的直線l交拋物線于A,B兩點,由此可得:
①想坐標可知,A,B兩點坐標滿足拋物線及直線AB的方程;
②想定義可得,A,B兩點到焦點F的距離等于到準線的距離;
定措施:方法一:由①④可得A,B兩點的坐標,故可用公式法求斜率;
方法二:由③④可知利用韋達定理建立直線l的斜率的方程去求斜率;
方法三:由③⑤可知能用定義法求斜率;
方法四:由②⑤可知能用定義法求斜率.
【解析】方法一:由題知p=1,則拋物線方程為y2=2x,設(shè)A(x1,y1),B(x2,y2),
代入拋物線方程得y2-2my-1=0,設(shè)A(x1,y1),B(x2,y2),
由韋達定理得y1+y2=2m,y1y2=-1,
圖1
圖2
上面通過“十二字分析法”,即“看問題、想方法、看條件、定措施”,對母題進行了分析,得到了四種解題方法,其中方法一、方法二屬于通性通法,方法三利用了拋物線焦點弦的性質(zhì)、方法四利用了拋物線的定義,都屬于專題專法.
“十二字分析法”可以把解題的分析過程、思考過程完全展現(xiàn)給學生,真正做到授之以漁,使學生不但知其然而且知其所以然.“十二字分析法”也可以提高學生分析問題解決問題的能力,有利于培養(yǎng)學生的程序性思維,有利于培養(yǎng)學生一題多解的思維意識.但要想能夠熟練地使用“十二字分析法”,需要學生對高中數(shù)學基本題型的解題方法熟記于心,比如求軌跡方程的基本方法有待定系數(shù)法、定義法、直譯法、代入法(相關(guān)點法)、參數(shù)法.當遇到求軌跡方程的問題時,首先要想到這些基本方法,然后再分析條件,結(jié)合條件選擇合適的方法去解決問題.如果基本方法沒掌握,那做題時就會像無頭蒼蠅,沒有明確的解題思路.
在有關(guān)直線與圓錐曲線的問題中,幾乎都有“點在圓錐曲線上”這樣的一個條件,對于這個條件一般可以從兩個角度去思考:一是想定義,即想圓錐曲線的定義;二是想坐標,即該點的坐標要既滿足圓錐曲線的方程,也滿足直線的方程.一般情況是選擇填空題想定義,即利用定義去解題;解答題想坐標,即聯(lián)立直線與圓錐曲線的方程再結(jié)合韋達定理去解題.在母題講解中,方法一、方法二利用的是坐標,方法三用的是拋物線焦點弦的性質(zhì),方法四用的是定義.
在有關(guān)共線向量與圓錐曲線交匯的問題中,對于“共線向量”這一條件一般從兩個角度去出發(fā):一是想向量的模,即根據(jù)該條件得到已知向量模的關(guān)系,利用這一關(guān)系或利用向量模所隱藏的幾何關(guān)系去解題;二是想坐標,即根據(jù)該條件得到已知兩向量起點終點坐標的關(guān)系,再與韋達定理相結(jié)合去解題.
橢圓、拋物線、雙曲線統(tǒng)稱為圓錐曲線,它們有很多相似的幾何性質(zhì),因此把三者進行互換,可達到改變問題情境的目的,以此進行一題多變,開展變式教學.
【分析】看問題:求直線AB的斜率k(屬于求值問題).
想方法:求直線斜率的基本方法:
(1)通性通法:屬于求值問題,考查方程思想,找出等量關(guān)系建立關(guān)于直線l的斜率的方程去求解.
定義法:k=tanα(α≠90°).
(2)過右焦點F的直線交橢圓C于A,B兩點,設(shè)A(x1,y1),B(x2,y2),由此可得:
①想坐標可知,A,B兩點坐標滿足橢圓C及直線AB的方程;
②想橢圓的定義.
⑤想共線向量可知,A,F,B三點共線.
定措施:方法一:由①④結(jié)合韋達定理建立關(guān)于k的方程去求解;
方法二:由①④結(jié)合點在橢圓上關(guān)于k的方程去求解.
設(shè)A(x1,y1),B(x2,y2),
【分析】看問題:求a的值(屬于求值問題).
想方法:求值問題考查方程思想,找出等量關(guān)系建立關(guān)于a的方程去求解.
①想坐標可知,A,B兩點坐標滿足雙曲線C及直線AB的方程.
④想共線向量可知,A,P,B三點共線.
定措施:方法一:由①②結(jié)合韋達定理建立關(guān)于a的方程求解;
方法二:由①②結(jié)合點在雙曲線上建立關(guān)于a的方程求解.
由于x1,x2是方程(1-a2)x2+2a2x-2a2=0的兩根,且1-a2≠0,
方法二:設(shè)A(x1,y1),B(x2,y2),
【點評】變式1是根據(jù)母題把拋物線改成了橢圓,但弦還是焦點弦,由于橢圓的焦點弦沒有拋物線焦點弦類似的結(jié)論,所以只能從坐標的角度去解決問題;變式2是根據(jù)母題把拋物線改成了雙曲線,弦也不是焦點弦了,也是從坐標的角度去解決問題,這也說明了用坐標法是解決共線向量與圓錐曲線問題的通性通法.
A.2B.3C.4D.5
【答案】B
【答案】C
【答案】A
【點評】變式3,4,5是針對母題,通過改變所求量或曲線的方程得到的變式.希望讀者可以自己嘗試著用“十二字分析法”去探索這些變式的解法.變數(shù)據(jù)、變問法、變情境是進行一題多變的基本策略,尤其對于以共線向量與圓錐曲線為情境的交匯問題,可依據(jù)這三種策略進行一題多變,開展變式教學.
以上的母題也好,變式也好,都是以共線向量與圓錐曲線為情境的交匯問題,這些題的解題思路與解題方法基本一致,把這些題目作為一個專題進行復習,這就是所說的多題一解,這樣可使學生學會歸納總結(jié),少做題,提效率,起到事半功倍的效果,達到跳出題海的目的.