[摘" 要] 在解決向量問題時,構(gòu)建隱圓模型同樣適用. 在探究該知識點時,教師應(yīng)指導(dǎo)學(xué)生把握構(gòu)建模型的核心邏輯,基于幾何圓的性質(zhì)定理來構(gòu)建向量隱圓模型,并通過具體實例強化學(xué)生的應(yīng)用能力,使學(xué)生從本質(zhì)上理解向量隱圓模型.
[關(guān)鍵詞] 向量;隱圓模型;圓的特性
探究綜述
在初中階段,學(xué)生整合探究了幾何與曲線中的隱圓,對隱圓模型有了一定的了解. 在高中階段,向量知識將代數(shù)的運算性質(zhì)和圖形的直觀感知進行了融合,參照幾何與曲線中的隱圓,向量中必然也含有隱圓模型. 若能總結(jié)向量隱圓模型的構(gòu)建原理,確定動點的軌跡,并直觀感知向量的變化趨勢,則能高效解決問題.
向量隱圓模型的構(gòu)建,關(guān)鍵點是處理與向量條件相關(guān)的動點與定點. 在教學(xué)中,教師應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生把握其核心邏輯,可總結(jié)為十二個字:以定找動,以量限動,以動構(gòu)圓. 具體內(nèi)容如下:
以定找動——運動是相對的,探尋動點的前提為先給動點找到一個不動的參照點;
以量限動——動點的運動是受題干的等量或不等關(guān)系限制的,正是這種限制使得動點有“跡”可循,問題目標存在最值;
以動構(gòu)圓——在正式構(gòu)建圓形時,要以動點為目標,圍繞限制條件進行構(gòu)建.
模型探究
基于上述構(gòu)建隱圓的核心邏輯,向量隱圓模型的構(gòu)建可以從多個角度展開. 構(gòu)建過程涉及整合處理向量關(guān)系,筆者建議教師進行歸納總結(jié),逐一呈現(xiàn),并結(jié)合實例進行指導(dǎo)以深化學(xué)生的理解.
模型一:模長定值構(gòu)“隱圓”
根據(jù)幾何圓的特性知識可知,圓上任意一點到圓心的距離相等,即半徑相等. 從向量視角來看,則為模長相等,因此可以利用模長來構(gòu)建隱圓模型. 在教學(xué)中,建議設(shè)定模型條件,指導(dǎo)學(xué)生構(gòu)建過程,揭示隱圓中的向量性質(zhì).
方法總結(jié) 基于模長構(gòu)建隱圓模型,其核心在于提取“模長定值”這一關(guān)鍵條件. 構(gòu)建過程分兩步:①根據(jù)題設(shè)條件確立動點和定點,以定點為圓心構(gòu)建平面直角坐標系;②確定動點的軌跡圓,推導(dǎo)相關(guān)點的坐標,求解問題.
模型二:定邊定角構(gòu)“隱圓”
幾何中可以利用定邊定角來構(gòu)建隱圓,若轉(zhuǎn)換到向量問題中,則可以指導(dǎo)學(xué)生構(gòu)建外接圓模型:若兩個或三個向量可以構(gòu)造出一個三角形,且給出了一邊一對角的條件,則可以考慮構(gòu)造外接圓模型.
方法總結(jié) 根據(jù)定邊定角構(gòu)建隱圓,其核心條件是a±b和〈a,b〉均為定值. 在實際情形中,這兩個向量條件不會直接給出,因此需要學(xué)生進行靈活的向量運算,逐一推導(dǎo). 在構(gòu)建模型時,需要注意兩點:①明確定邊以及相對應(yīng)的定角;②根據(jù)向量條件推導(dǎo)出幾何角,并明確哪些點共圓.
模型三:對角互補構(gòu)“隱圓”
根據(jù)圓的特性可知,圓內(nèi)接四邊形的對角互補. 反之,若某四邊形的對角和為180°,則該四邊形的四個頂點共圓. 這是從幾何角度出發(fā)構(gòu)建隱圓的思路. 而從向量的角度進行分析,只需三個向量,選取一個共同起點,再加上三個終點,便能構(gòu)成一個四邊形. 若該四邊形滿足上述條件,便能構(gòu)造出一個隱圓模型.
方法總結(jié) 根據(jù)對角互補構(gòu)建隱圓,其核心是基于題設(shè)條件推導(dǎo)兩個對角為互補關(guān)系. 構(gòu)建過程分兩步:①根據(jù)題設(shè)的三個向量來構(gòu)建四邊形;②在向量條件的計算推導(dǎo)中,提取對角互補的關(guān)系,以確定“四點共圓”,即四邊形的四個頂點位于同一個圓上.
模型四:構(gòu)建比例圓
方法總結(jié) 構(gòu)建比例圓的關(guān)鍵在于線段的比例關(guān)系,而在向量問題中則體現(xiàn)為向量模的比例關(guān)系. 在應(yīng)用過程中,需要遵循兩個步驟:①建立坐標系并構(gòu)建向量;②依據(jù)向量模的比例關(guān)系構(gòu)建隱圓模型,以確定動點的軌跡. 在構(gòu)建隱圓時,應(yīng)專注于動點的軌跡,排除與位置無關(guān)的因素.
教學(xué)反思
上文探究了向量問題中的四種隱圓模型,整合了這些模型的基礎(chǔ)原理和構(gòu)建過程,并結(jié)合實例進行了指導(dǎo)強化.如果學(xué)生掌握了這四種隱圓模型,那么就能夠有效提升解題能力. 接下來,筆者結(jié)合教學(xué)實踐,提出三點建議.
建議一:模型構(gòu)建立足幾何圓的特性
在初中階段,學(xué)生已經(jīng)掌握了構(gòu)建幾何隱圓模型的方法和技巧,具備一定的知識基礎(chǔ). 在構(gòu)建向量隱圓模型的過程中,教師應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生立足幾何圓的特性,圍繞圓的知識定理進行向量轉(zhuǎn)化,實現(xiàn)自然過渡,幫助學(xué)生深入理解;應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生從圓的定理和性質(zhì)入手,探索向量轉(zhuǎn)化的思路,從而完成向量隱圓的構(gòu)建.
建議二:模型構(gòu)建融合數(shù)形結(jié)合方法
向量隱圓模型同樣具有“代數(shù)”與“幾何”的雙重特性. 在構(gòu)建向量隱圓模型的過程中,教師應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生采用數(shù)形結(jié)合的方法,從向量條件入手,構(gòu)建直觀圖形,并結(jié)合圖形來解讀向量條件,從而充分掌握向量隱圓模型. 在教學(xué)中,需注意兩點:①注意模型構(gòu)建的過程講解,充分解析向量條件,構(gòu)建與幾何特性的關(guān)聯(lián);②在繪制圖形時,指導(dǎo)學(xué)生思考建立坐標系的思路.
建議三:應(yīng)用強化關(guān)注思路引導(dǎo)
模型應(yīng)用的強化有助于學(xué)生深入理解,在該教學(xué)階段中,教師應(yīng)專注于培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)學(xué)思維,并指導(dǎo)他們構(gòu)建解題思路. 具體分為三個環(huán)節(jié):首先是題設(shè)分析和思路引導(dǎo);其次是過程構(gòu)建和模型構(gòu)建;最后是解后反思和方法總結(jié). 學(xué)生從“解題分析”過渡到“過程構(gòu)建”,并進行“反思總結(jié)”,有助于充分掌握向量隱圓問題的基本解決方法.
寫在最后
在探究向量隱圓模型的過程中,教師需要精通初中與高中數(shù)學(xué)知識的銜接點,從而引導(dǎo)學(xué)生從幾何圓的基本性質(zhì)和定理出發(fā),深入探索向量隱圓模型. 整個教學(xué)過程應(yīng)立足方法和原理,整合向量條件,使學(xué)生能從本質(zhì)上理解向量隱圓模型.