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加强转化能力培养,揭示解几问题本质

2019-04-01安徽省滁州中学239000

中学数学研究(江西) 2019年3期
关键词:运算量平分线斜率

安徽省滁州中学 (239000)

张 泓 王 圣

文[1]项卫华老师对2018年全国新课标试卷第19题作了引申推广,本文从转化的角度探究2018年全国新课标卷第19题试题命制的本质.

图1

1 真题再现

(1)当l与x轴垂直时,求直线AM的方程;

(2)设O为坐标原点,证明:∠OMA=∠OMB.

2 转化途径的开发

当直线AB斜率不存在时,(2)问结论明显成立.下面主要考虑直线AB斜率存在的情况.重点是落实到∠OMA=∠OMB的等价转化上.通过不同角度的转化、联想、探究,使得不同模块的知识串联起来,加强知识模块的综合,提升学生综合解决问题的能力,在探究的过程中提升数学素养.

转化途径一:角的相关问题,结合高中知识模块,容易往向量数量积角度转化,属于常规转化,思维技巧较小,学生也比较容易切入,运算量相对较大.

转化途径三:原命题等价于证明FM为角∠AMB的平分线,可以将几何图形的特征,利用相似,转化为代数表达式.

图2

如图2,不妨假设点A(x1,y1),B(x2,y2)分别在x轴上下方,即y1>0,y2<0.若能证明ΔAA′M与ΔBB′M相似,则命题得证.

⟺[x1k(x2-1)+x2k(x1-1)-2(k(x1-1)+k(x2-1))]=0,⟺2x1x2-3(x1+x2)+4=0.

转化途径四:原命题等价于证明FM为角∠AMB的交平分线,从角平分线的定义角度进行转化,也比较贴切学生的思维特点.

P(p,0)到直线AM,BM的距离分别记为d1,d2,则可得原命题转化为以下证明:

转化途径五:可以结合角平分线的定义,通过几何图形对称转化成代数关系式.

转化途径六:学生进入到高中,平面解析几何的入门知识即为直线的倾斜角与斜率,很自然地把角度问题转化为斜率问题来处理,且运算量相对较小.即有:

事实上,也可以设直线的参数方程

转化途径七:涉及到斜率和中点相关解析几何问题我们经常考虑使用“点差法”,事实上,点动成线,线动成面,平面解析几何中很多问题都可以归结到点的本质属性研究.所以我们也可以从点的角度加以转化,通过对偶式的代数运算,最终解决问题.

由题设条件可得

设x1y2+x2y1=m(4),(4)+(3)⟹2x1y2=m+(y1-y2)(5);(4)-(3)⟹2x2y1=m-(y1-y2)(6).

转化途径八:在途径六的转化过程中,我们显然可以对点坐标进行优化,可以考虑从椭圆的参数方程角度,引入三角函数作为辅助工具解决问题.

图3

⟹RT△AA′M与RT△BB′M相似,即∠A′AM=∠B′BM

⟹∠AMO=∠BMO,原命题得证.

3 命题推广及本质

图4

证明:如图4所示,连接CB,AD交于点N,在极点三角形FMN中,点F的极线是直线MN,即为准线.又F(AD,MN)=-1,FM⊥FN,所以FM平分∠AFD.

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