盧平
[摘? 要] 在圓錐曲線綜合題探究中,需要關(guān)注問(wèn)題類型,整合條件突破過(guò)程,總結(jié)類型題的求解策略. 同時(shí)要精選問(wèn)題開(kāi)展應(yīng)用探究,幫助學(xué)生內(nèi)化吸收,提升學(xué)生的解題思維. 文章圍繞一道圓錐曲線綜合題展開(kāi)解題探究,并提出相應(yīng)的教學(xué)建議.
[關(guān)鍵詞] 圓錐曲線;存在性;定值;面積
圓錐曲線是高中數(shù)學(xué)的重難點(diǎn)知識(shí),涉及函數(shù)、直線、解析幾何等相關(guān)知識(shí). 研究位置關(guān)系,聯(lián)立方程簡(jiǎn)化問(wèn)題、轉(zhuǎn)化條件,使用對(duì)應(yīng)技巧整合條件、構(gòu)建思路是常規(guī)解題策略. 下面結(jié)合實(shí)例深入探究.
引例探究
1. 問(wèn)題呈現(xiàn)
(1)求橢圓C的標(biāo)準(zhǔn)方程;
2. 思路分析
題設(shè)兩問(wèn),第(1)問(wèn)根據(jù)上述核心條件即可求解;第(2)問(wèn)整體上可視為存在性問(wèn)題,涉及定值分析,面積最值求解,綜合性極強(qiáng),需要采用“聯(lián)立方程—整合韋達(dá)定理—構(gòu)建面積模型”的策略. 具體求解時(shí)建議采用分步突破轉(zhuǎn)化的方式.
3. 過(guò)程突破
(2)探究存在性問(wèn)題,采用分步突破轉(zhuǎn)化的方式.
第一步,聯(lián)立方程,整合韋達(dá)定理.
第二步,利用向量,轉(zhuǎn)化定值條件.
第三步,構(gòu)建模型,分析面積最值.
解后反思
上述針對(duì)一道圓錐曲線綜合題展開(kāi)解題探究,涉及圓錐曲線、解析幾何、代數(shù)方程、不等式等相關(guān)知識(shí). 題設(shè)兩問(wèn),第(1)問(wèn)為常規(guī)的求圓錐曲線的方程,第(2)問(wèn)則是綜合性極強(qiáng)的應(yīng)用題. 下面進(jìn)一步思考,探索求解方法,總結(jié)求解策略.
1. 探索求解方法
上述求解圓錐曲線的兩問(wèn)采用的是常規(guī)方法,第(1)問(wèn)構(gòu)建模型轉(zhuǎn)化面積條件,推導(dǎo)其中的特征參數(shù);第(2)問(wèn)則是聯(lián)立構(gòu)建,重點(diǎn)轉(zhuǎn)化分析向量運(yùn)算. 實(shí)際上對(duì)于上述兩問(wèn),還可以采用不同的解法,下面具體探究.
2. 總結(jié)求解策略
上述第(2)問(wèn)有極強(qiáng)的綜合性,實(shí)際上屬于圓錐曲線的常見(jiàn)類型題,下面總結(jié)對(duì)應(yīng)的求解策略.
(1)存在性問(wèn)題的求解策略.
特殊值(點(diǎn))法:對(duì)于一些復(fù)雜的題目,可通過(guò)探究其中的特殊情況,得到所求要素的必要條件,然后再證明所求要素也可使得其他情況均成立.
核心變量的選?。河捎诮鉀Q存在性問(wèn)題的核心為求出未知要素,因此通常以該要素作為核心變量,其余變量作為輔助變量,必要時(shí)再消去.
核心變量的求法:
①直接法:利用條件與輔助變量直接表示所求要素,并求解.
②間接法:若無(wú)法直接求解要素,則可將核心變量整合到條件中,列出關(guān)于核心變量與輔助變量的方程(組),利用方程思想求解.
(2)定值問(wèn)題的求解策略.
①確定一個(gè)(或兩個(gè))變量為核心變量,其余變量均利用條件用核心變量進(jìn)行表示.
②所求表達(dá)式用核心變量來(lái)表示(有的甚至就是核心變量),然后化簡(jiǎn),看能否得到一個(gè)常數(shù).
(3)問(wèn)題的求解策略.
①直接求解:尋底找高,需要確定兩條線段的長(zhǎng)度,為簡(jiǎn)化運(yùn)算,通常優(yōu)先選擇坐標(biāo)法,即用坐標(biāo)來(lái)表示底(或高).
②分割法:將不規(guī)則多邊形分割成若干個(gè)面積易于計(jì)算的三角形.
應(yīng)用拓展
問(wèn)題2 已知橢圓C的中心為坐標(biāo)原點(diǎn),焦點(diǎn)在x軸上,橢圓C上的點(diǎn)到準(zhǔn)線的最短距離為2,且橢圓C上的點(diǎn)到焦點(diǎn)的距離的最大值為3. 設(shè)A,F(xiàn)分別為橢圓C的右頂點(diǎn)和左焦點(diǎn),過(guò)點(diǎn)F的直線交橢圓C于點(diǎn)M,N,直線AM,AN分別與直線l:x=-3交于點(diǎn)P,Q.
(1)求橢圓C的方程;
(2)證明:直線FP和直線FQ的斜率之積為定值;
(3)求△AFP與△AFQ面積之和的最小值.
評(píng)析 上述圓錐曲線問(wèn)題設(shè)計(jì)了三個(gè)小問(wèn),其中后兩個(gè)小問(wèn)為核心之問(wèn),分別是:證明斜率之積為定值,求解面積之和的最小值. 證明斜率之積為定值,先將斜率之積用核心變量表示出來(lái),然后化簡(jiǎn)求出常數(shù)(定值). 求解面積之和的最小值,則尋底找高直接構(gòu)建模型,將其轉(zhuǎn)化為關(guān)于核心變量的函數(shù),再利用不等式的性質(zhì)求解.
教學(xué)建議
上述對(duì)圓錐曲線綜合題進(jìn)行探究解析,總結(jié)方法策略,并強(qiáng)化應(yīng)用,其探究思路有一定的參考價(jià)值. 下面結(jié)合教學(xué)實(shí)踐進(jìn)一步思考,提出相應(yīng)的教學(xué)建議.
1. 挖掘知識(shí)考點(diǎn),透視問(wèn)題本質(zhì)
圓錐曲線問(wèn)題是高中數(shù)學(xué)的核心問(wèn)題,需要學(xué)生歸納題型,掌握對(duì)應(yīng)的解法. 解題教學(xué)的初始階段,需要引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注問(wèn)題特征,挖掘其中的知識(shí)點(diǎn),透視問(wèn)題本質(zhì). 可從以下三方面進(jìn)行:一是讀題審題,結(jié)合圖形理解題意;二是重點(diǎn)關(guān)注其中的核心條件和問(wèn)題,挖掘其中的知識(shí)點(diǎn),明確問(wèn)題考查的內(nèi)容;三是聯(lián)系教材,深入思考問(wèn)題,透視問(wèn)題本質(zhì),明晰問(wèn)題考查的重點(diǎn)知識(shí)、方法,為后續(xù)解題思路的探索做鋪墊.
2. 過(guò)程解析探究,整合方法思路
圓錐曲線問(wèn)題的綜合性較強(qiáng),探究時(shí)建議采用過(guò)程解析、方法思路整合的策略. 即圍繞類型問(wèn)題,總結(jié)破解方法和策略. 以問(wèn)題1的第(2)問(wèn)為例,采用的是分步突破轉(zhuǎn)化方式,即先分步拆分解題過(guò)程,然后針對(duì)問(wèn)題(存在性問(wèn)題、定值問(wèn)題、面積問(wèn)題)總結(jié)求解策略. 教學(xué)中建議采用這種方式,設(shè)置例題引導(dǎo)學(xué)生分步拆分解題過(guò)程,然后圍繞核心問(wèn)題總結(jié)方法策略,讓學(xué)生明晰類型問(wèn)題的探究思路.
3. 強(qiáng)化解法應(yīng)用,拓展解題思維
在解題教學(xué)中,要注意完成方法思路整合后,精選問(wèn)題引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)一步探究,強(qiáng)化解法應(yīng)用. 應(yīng)用探究可分為三個(gè)環(huán)節(jié):第一,引導(dǎo)學(xué)生分析問(wèn)題,定位問(wèn)題,思考求解方法;第二,構(gòu)建解題思路,探索過(guò)程,求解問(wèn)題;第三,反思解題過(guò)程,思考解題使用的方法和策略,完善解法. 教師要關(guān)注學(xué)生的思維變化,適度引導(dǎo),拓展學(xué)生的思維,幫助學(xué)生內(nèi)化吸收,形成自我的求解策略.
寫在最后
圓錐曲線綜合題涉及眾多知識(shí)點(diǎn),解題探究中要關(guān)注核心之問(wèn),明晰類型問(wèn)題,總結(jié)破解方法和策略. 在教學(xué)中,教師要注意課堂引導(dǎo),給學(xué)生留足思考時(shí)間,培養(yǎng)學(xué)生的解題思維;合理滲透數(shù)學(xué)思想方法,提升學(xué)生的綜合素養(yǎng).
數(shù)學(xué)教學(xué)通訊·高中版2023年12期