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“数”“形”切入,多解思维

2024-09-22唐爱民

中学数学·高中版 2024年9期
关键词:直角坐标最值数形

平面向量是“数”与“形”联系的典范模型,是二者的和谐统一体.在破解平面向量问题时,经常借助其“数”的性质,从代数的角度进行运算处理;或借助“形”的特征,从平面几何的角度进行直观分析.因而,在破解平面向量的相关问题时,应结合题目条件,从“数”的性质或从“形”的特征加以“两面性”思维与分析,巧妙处理,实现多角度思维,多方法处理,多层面拓展.

1 问题呈现

此题以两个确定的平面向量为问题背景,引入第三个平面向量,结合平面向量间关系的设置来确定平面向量的数量积的最值问题.具体破解时,可以从“数”的性质角度,通过坐标法来分析;或从“形”的特征角度,通过几何法来处理.

2 问题破解

点评:结合平面向量的“数”的性质,建立平面直角坐标系,同方法1构建向量c的轨迹方程,结合圆的标准方程的配方处理,通过数量积的坐标公式,借助柯西不等式来确定一次线性代数式的最值问题.

点评:结合平面向量的“形”的特征,将众多的数学知识点加以合理交汇与融合.利用投影法处理平面向量中的数量积问题,关键就是合理构图,数形结合,综合应用平面几何、三角函数、平面向量等相关知识.

3 变式拓展

点评:直接通过建立平面直角坐标系,结合坐标法来处理,通过点与圆的位置关系来确定相应的最值问题,比较简单直接.当然也可以借助几何法,数形结合来处理,具体可以参考以上问题的方法3.

点评:通过平面直角坐标系的建立与坐标法的应用,利用点的轨迹方程的确定,结合所求结论的几何意义,将问题转化为圆上的点到定点的距离最大值问题,结合两点间的距离来分析与处理,拓展思维,交汇知识.

4 教学启示

根据平面向量独特的性质——既有“数”的性质,又有“形”的特征,合理结合条件,挖掘平面向量的本质内涵,破解问题时可以从“数”的性质或“形”的特征进行“两面性”思维展开,全面拓展用“数”、解“数”思维,提高识“形(图)”、用“形(图)”能力,从而真正充分强化与实现函数与方程思想、数形结合思想等,以及代数运算、直观想象等核心素养在平面向量问题中的巧妙融合与创新应用.

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