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解析几何学习的三个境界

2013-12-29张海臣

数学教学通讯·初中版 2013年1期

“没有规矩,无以成方圆”,做人如此,学习亦然. 这里所说的守规矩,指的是对概念、定义、公式、思想、方法等理解深刻、准确,应用熟练,遵循“本本分分,踏踏实实”的原则,去除浮躁、畏繁心理.

(2009浙江)已知椭圆C1:■+■=1(a>b>0)的右顶点为A(1,0),过C1的焦点且垂直长轴的弦长为1.

(1)求椭圆C1的方程;

(2)设点P在抛物线C2:y=x2+h(h∈R)上,C2在点P处的切线与C1交于点M,N,当线段AP的中点与MN的中点的横坐标相等时,求h的最小值.

以第(2)小题为例,从当年高考情况来看,得分非常低,很多学生都反映不知从何下手,其实在大部分解析几何问题的求解过程中,只要严格按照问题的逻辑结构,循序渐进,严守数学思维的一般规矩(此即本文所说的守规矩),即可求解,并非想象中的那么困难. 为更好地说明问题,下面将分步说明.

解析 (1)■+x2=1.

(2)如图1,A(1,0),设M(x1,y1),N(x2,y2),P(t,t2+h),构造直线MN的方程;求MN中点的横坐标x3及线段PA中点的横坐标x4.

抛物线C2在点P处的切线斜率为k■=y′∣x=t=2t,MN:y=2tx-t2+h.

至于交点问题,无非是韦达定理的应用. 所以代入■+x2=1?圯(4+4t2)x2+4t(-t2+h)x+(t2-h)2-4=0,Δ1>0,x3=■=■;x4=■. x3=x4?圯■=■.

形式整理好:t2+(1+h)t+1=0,从方程中产生不等式Δ2=(1+h)2-4≥0,得h≥1或h≤-3.?摇当h≤-3时,Δ1>0不成立,所以h≥1.

反思 从解法可以看出,只要顺应思维规律,按部就班,即使没有什么花哨的东西,只要守住数形结合,守住基本方法(待定系数法),就能成功解决问题. 这就是守规矩,并无特别之处.

当然,要获得更完美的结果和学习效益,单纯地守规矩是不够的. 解析几何的路能否走得更远,能否看透问题本质,还需要其他东西来加以辅助.

通过反思、归纳等形成自己的独到理解和掌控知识的能力与心得. 解析几何从题目的特征上归纳起来就是“求”(方程、离心率、坐标、存在、证明等),x3+nSGMRqi2mvQ3X7PrXhIwefrOTVJCNB+KtKhEecMw=主要是求数和式(多数情况下的求解过程得不出具体的数). 处理此类问题的通法是在数形思想和函数方程思想指导下的“待定系数法”. 以“待定系数法”为指导思想去思考与切入,明确求什么,求几个量. 例1中的解法和对方程的知、造、用就充分地体现出了这个本质. 那么,对于求取值范围(最值)的题目该如何做?是否也能形成自己的稳定的解题思想呢?

■ (2010浙江)已知m>1,直线l:x-my-■=0,椭圆C:■+y2=1,F1,F2分别为椭圆C的左、右焦点.

(1)当直线l过右焦点F2时,求直线l的方程;

(2)设直线l与椭圆C交于A,B两点,△AF1F2,△BF1F2的重心分别为G,H. 若原点O在以线段GH为直径的圆内,求实数m的取值范围.

反思 从以上的解法可归纳出不论题目怎么变化,取值范围(最值)等问题再怪也是函数问题,解决方法是利用代换、恒等变形等手段将多元问题整合成一元问题,进而转化为函数问题来处理.

在守规矩的前提下,我们还必须有自己的思想,这样才能有所进步. 乐于思,做事常思考,久而久之我们便有了良好的科学态度和理性精神.

在掌握了基本知识和方法的同时,我们应不满足现状,勇于打破常规,另辟蹊径.

突破一 紧紧抓住题目中的中点及斜率,能否逆向思维进行突破?尝试点差法.

反思 突破产生的根源是联想、类比、想象,核心是紧扣数形结合思想,充分发挥图形的几何特征,最大限度地发挥坐标、方程、向量等优势,能简捷有效地提高学习效益. 明确本质,敢于突破,突破的不仅是解题方法,也有难得的个性.

学习数学知识和解决数学问题与学做人相辅相成,尽管是一些小的方面的改变,如守规矩、有思想、敢突破,但同学们能就此获得很多益处. 就本文而言,同学们在实实在在地掌握了解析几何知识的同时,也为今后在数学或其他方面的大突破和深钻研打下了良好的基础.