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在反思中探究,在探究中提高
——例谈高三复习课的教学

2018-08-30浙江省慈溪市周巷中学315324朱建治

中学数学研究(江西) 2018年8期
关键词:定值斜率抛物线

浙江省慈溪市周巷中学 (315324) 朱建治

高三教学基本上就是复习,复习就离不开做题,讲题,是就题论题还是借题发挥,笔者认为高三复习的课堂定位应侧重在学生认知的基础上,如何充分调动学生的积极性、如何引导学生进行自觉反思、如何在反思中探究,进而提炼、创新,从而达到知识的构建.本文将谈谈一堂在反思中作探究的复习课教学实践.

环节1:一题多解,感悟通法

例1 (2016浙江调研卷)已知抛物线关于x轴对称,它的顶点坐标在原点,点P(1,2),A(x1,y1),B(x2,y2)均在抛物线上.

(1)写出抛物线的方程;

(2)当直线PA与PB斜率存在且倾斜角互补时,求y1+y2的值及直线AB的斜率.

解答:(1)y2=4x.

图1

题目背景:这是一个非常经典的定值,定点问题,在历年学考,高考中屡有出现,其中也有好多现成的结论,对学生来说,没出现过的都是新的,对教师来说是一个不可多得的教学素材,因此要利用好这个素材.

解法分析:方法一通过设直线PA与PB的方程,然后与抛物线联立,利用韦达定理解得A,B坐标,求出斜率,思路自然流畅.方法二利用抛物线上点的特殊性可以把两点的斜率用一种字母表示,避开了方程组的联立,简化了计算,是抛物线中一种常用的,有效的通法.方法三设直线AB的方程为y=kx+m,与抛物线联立消x,利用y1+y2=-4为常数解得斜率k的值.这是直线与圆锥曲线解答题中,非常普遍的一种直线方程设法.但是对于一些计算弱的同学来说,引进两个变量从心理上有点排斥,需要我们在课堂上多进行有效的训练.通过三种方法的解答,让学生感悟解析几何中的通性通法,感受抛物线的特殊性,从而达到知识的构建.

环节2:追本溯源,反思探究

波利亚在解题理论中指出:解题需要回顾,通过反思自己的解题过程,思考无论是在解题过程中的某些问题,还是最终的结论,提出有价值的问题.罗增儒教授指出,解题完成以后,结论也是一种条件.因此通过对解法的回顾及结论的反思,师生共同作如下反思与探究.

反思1:由结论可知直线AB的斜率为定值,那么该定值是否与点P有关?若有关能否得到一般性结论?

反思2:定值直线AB的斜率,是否具备某种几何性质?

图2

分析:运用极限的思想,如图2,观察到当A,B两点无限接近时,直线即为抛物线在P'(x0,-y0)处的切线,因此该定值即为切线的斜率,从而学生对该定值产生直观的认识,认清了问题的本质.

反思3:与“直线PA与PB斜率存在且倾斜角互补”这一语句,叙述等价的自然语言还可以怎么表述?

分析:读懂自然语言的表述是审题的关键,因此掌握语言的表述至关重要,该语句还可以表述为:“过点P作x轴的垂线,其恰好是∠APB平分线”; “直线PA与PB分别交x轴于C,D两点,ΔACD为等腰三角形”;“直线PA与PB关于直线y=y0对称”等等.

反思4:若kAB=-1,P(1,2),A(x1,y1),B(x2,y2)在抛物线上,直线PA与PB斜率存在时,问倾斜角是否互补?

分析:显然这是结论与题设的互相交换,是命题中的常用方法,经计算,当kAB=-1时,可以得到kPA+kPB=0,所以倾斜角互补.这种变式在平时应该多反思,多尝试,多训练.

反思5:若已知斜率为定值-1的直线AB与抛物线交于A,B两点,是否在抛物线上存在定点P,使得kPA+kPB=0?

分析:题设与结论互相交换,把定值问题又转化为定点问题,经计算,存在定点P(1,2),使得kPA+kPB=0.通过这样的变式反思,学生能把问题看得更清楚,更全面.从而学会自己提出问题,并解决问题.

针对以上的反思,从题设的关键词入手,在教师的引导下一起作出如下的探究问题.

探究1 不改变题设的其他条件,第二问改成满足条件kPA+kPB=1(为了计算方便故取和为1),那么直线AB的斜率还会是定值吗?

分析:利用方法一和方法二的运算,发现直线的斜率不是定值了,再利用方法三的运算:设直线AB的方程为y=kx+m,联立

探究2 若满足条件kPA·kPB=1(为了计算方便故取积为1),直线AB又具备什么性质?

分析:同探究1,通过计算容易发现直线AB的斜率也不是定值,且计算得到直线AB过定点(-3,-2).

探究3 由探究1、2你能大胆猜想一般的情况吗?

分析:探究3由于时间关系,不作课堂上处理,只是提出问题,并猜想:斜率和为定值,斜率积为定值时,直线具备过定点的性质,有兴趣的同学课后自行探究一般情况,无需记忆.因为涉及直线与圆锥曲线的性质有上百条,避免增加学生负担,不可能都去记忆.笔者认为了解问题的背景,掌握处理问题的方法比记一些结论更有效,这也是本堂课的目标所在.

探究4 过抛物线内一定点(3,-2)的直线交抛物线于A,B两点,问kPA·kPB是否为定值?

分析:还是条件与结论互换,通过计算容易得到kPA·kPB为定值-2.

探究5 类比椭圆与双曲线是否也能得到类似的结论(课后探究)?

分析:圆锥曲线的性质往往具备相通性,同样的问题在不同的曲线中经常会有共同的解法和共同的性质,让学生学会用联系的观点看问题,达到融会贯通.

环节3:考题再现,收获成功

图3

例2 (2017浙江4月学考)如图3,已知抛物线C:y2=2px过点A(1,1).

(1)求抛物线C的方程;

(2)过点P(3,-1)的直线与抛物线C交于M,N两个不同的点M,N(均与点A不重合).设直线AM,AN的斜率分别为k1,k2,求证:k1·k2为定值.

解: (1)y2=x(过程略).

有了前面的反思与探究,再回顾这个学考题,如同囊中取物,唾手可得!学生的积极性与自信心得到极大的激发.

课后反思:圆锥曲线是历年高考的重点,也是整张试卷得分的分水岭,因此在复习中如何高效复习一直是一线教师的困惑,并为之努力追求效益最大化.本节课共2课时,让学生经历知识的发生发展过程,达到两个目标,其一:体会在直线与抛物线的综合运用中,直线方程的设法对解题的影响,提高运算能力,掌握通性通法:其二:通过对一个定值问题的反思,认清问题的来龙去脉,展开一系列的探究,初步掌握一类定值问题和定点问题的解决方法.通过两个目标的达成,让学生学会反思,学会探究,掌握解决直线与圆锥曲线的一般处理方法.课堂实践证明这是一种行之有效的复习方式.

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