思路贯通,茅塞顿开
2018-02-26沙国祥
沙国祥
思路思路,学生解题,最恼的是没有思路.
既是路,则需贯通.知识之间,问题之间,如若孤岛相隔,即使你掌握的知识、会解的题目很多,也常思路阻塞,甚至无从下手.如同貌似强大的敌军,一旦各路兵马互不接应:或失去联络,或被我神兵插入,陷入各自为战、首尾不顾状态,离失败就不远了.
解题,无非是打通条件和结论,在知识之间铺就联系的通道.比如勾股定理,就是在条件“已知三角形是直角三角形”和结论“斜边的平方等于两条直角边的平方和”之间,铺路架桥.不过,条件和结论乍看似乎风马牛不相及,寻得思路并非易事.由于边的平方即意味着以此边为边长的正方形的面积,故证明勾股定理的思路大多是面积法.有此想法,利用直角三角形的特征,则任你切割拼补,十八般武艺,三百多种证法,大抵离不开“面积不变”这条路、这个魂.
学习圆锥曲线,同样要拽住知识之间的连线,才能贯通解题思路.
如何将思路贯通?常见的是纵横联系.纵,为时间轴,与已学的知识接上头;横,为空间轴,将割裂的知识点、知识块连上线,如此打破时空隔阂,路路连通,纵横交错,思路自然就有了.
比如,学习椭圆,就可以和以前学过的圆相联系.如,椭圆看起来是“扁的”,是否可以由圆在一个方向上均匀压缩而得呢?
半径为a,圆心在原点的圆的方程是x2+y2=a2,沿y轴方向纵向压缩(即横坐标保持不变,纵坐标变为原来的倍),设得到的新曲线上任意一点的坐标为(x′,y′),则有代入圆的方程x2+y2=a2,得
这就是椭圆的标准方程.
这样一来,求长半轴长为a,短半轴长为b的椭圆的面积,也可以视为由圆的面积缩小而得如果用微积分求椭圆的面积,还得费不少周折呢!
再如,我们知道中心在原点、焦点在x轴上的双曲线标准方程为但初中学到的双曲线,则是指函数的图象,化成xy=k的形式,也和相去甚远.其实,这是由于坐标系选择的不同,导致方程的形式迥然不同.
我们来比较一下,双曲线xy=k有这样的特性:双曲线上任意一点(x,y)到x轴、y轴(双曲线的渐近线)的距离之积为定值;反过来,双曲线xy=k也可以看成到x轴、y轴的距离之积为定值、且位于第一、三(或二、四)象限的动点的轨迹.那么,双曲线是否也可以视为到直线(双曲线渐近线方程)的距离之积等于定值k(且与x轴相交)的点的轨迹呢?
设(x,y)是满足条件的动点,则有只要取0,即得
说了椭圆、双曲线,我们也别忘了抛物线哦!
初中我们就学过抛物线了,与它相应的二次函数y=ax2+bx+c(a≠0),可以看做一个二次方程,但,这可不是一个标准的抛物线方程!通过配方:我们可以知道它的顶点位于令得方程y′=ax′2,即可化为现在所学的标准方程(相当于坐标系的原点移到抛物线的顶点处).这样联系起来,初中、高中的抛物线就是一回事.
有一道关于抛物线的习题:
过抛物线的焦点作一条直线,与抛物线交于两点A,B,分别过A,B引抛物线准线的垂线,垂足依次为C,D,求证:A,O,D在一条直线上,B,O,C也在一条直线上.
这道题,用解析法可以这样证:
设抛物线的标准方程为y2=2px,计算AO和DO的斜率,再利用焦点弦端点坐标的性质y1y2=-p2,思路打通.
但这样计算得到的结论,总给人一种“巧合”的感觉.
有兴趣的同学不妨深入探讨本题与下面这道几何题之间的联系:
如图,AC∥BD,AD与BC交于点O,AF=AC,BF=BD,点E在DC上,且EF∥BD.求证:(1)E,O,F三点在一条直线上;(2)OE=OF.
图1
(提示:(1)由AC∥BD得又AF=AC,BF=BD,故所以OF∥BD;(2)证
因此,学习圆锥曲线,我们可以将其与已经学过的或其他数学分支的知识(函数、平面几何等)联系贯通,甚至可以与其他学科的知识牵起手来.如,圆锥曲线具有极佳的光学、声学性质,用解析几何甚至平面几何的知识,均可以证明这些性质.
如此,知识相连,思路贯通,你成为解题高手,便不再是梦想.