透过表象看本质
2019-09-10张科群
张科群
【摘 要】本文首先举例分析了几道2018年浙江省解析几何高考题及其解法过程,然后思考了2018年浙江省解析几何高考题,最后探讨了透过表象看本质在数学解题中的重要性,以期为学生更好地学习数学提供有效方法和依据。
【关键词】解析几何;高考题;思考
【中图分类号】G633.6 【文献标识码】A 【文章编号】1671-8437(2019)28-0057-02
1 2018年浙江省解析几何高考题及其解法过程举例分析
1.1 表象
(2018年浙江省高考第19题)已知点P是y轴左侧(不含y轴)一点,抛物线C:y2=4x上存在不同的两点A,B满足PA,PB的中点均在C上。
(Ⅰ)设AB中点为M,证明:PM垂直于y轴;
(Ⅱ)若P是半椭圆x2+=1(x<0)上的动点,求△PAB面积的取值范围。
学生刚看到题目的时候对第一问就会有些无从下手。它与传统的直线方程与曲线方程联立求韦达,再将几何条件坐标化不同。这道题目如果设AB直线方程,再与抛物线方程联立,学生根本不知道接下去如何解决线段AP,BP的中点在抛物线上这一几何条件。
高考题的特点就在于新颖,第一次碰到有种耳目一新的感觉,好像跳出了传统题目的包围圈,但是仔细分析题目,这道题目的第一问可以有不同的解法,第一可以巧妙借助几何知识。
解法过程:如图2,设线段PA,PB的中点分别为C,D,线段CD的中点为N,由平面几何知识容易知道P,N,M三点共线,当直线AB与轴垂直时,由于抛物线的对称轴为轴,所以△PAB是等腰三角形,且轴,则有PM⊥AB(M,N在轴上),即PM垂直于轴。
再仔细观察图形,可以发现图3中△PAB类似于阿基米德三角形。(抛物线的弦与过弦的端点的两条切线所围成的三角形,这个三角形就是阿基米德三角形)。阿基米德三角形处理方法为:若抛物线,
1.2 本质
阿基米德三角形的处理方法的核心是利用PA、PB是两条位置完全相同的切线,所以形成了两个结构完全相同的等式,从而化归为同一方程,即阿基米德三角形蕴含根。而19年的浙江省高考题PA、PB在抛物线上位置完全相同,等同于把切线转变成割线,它是否仍可沿用阿基米德三角形的处理方法呢?
解法过程:,
PA中点,因为PA中点在抛物线上,所以,又因为,所以得到:,直线PB与直线PA位置相同,同理可得,合并得到满足,
把阿基米德三角形的处理方法沿用到这道高考题中,不仅巧妙的解决了第一问,更为第二问做好了铺垫。这个题目看似新颖,但其解法却不新,而且早在2011年的浙江省高考中就出现过类似的题目。
1.3 透过表象看本质
(2018年浙江省高考第21题)
已知抛物线:,圆:的圆心为点M(图4)。
(Ⅰ)求点M到抛物线的准线的距离;
(Ⅱ)已知点P是抛物线上一点(异于原点),过点P作圆的两条切线,交拋物线于A,B两点,若过M,P两点的直线垂直于AB,求直线的方程。
2 2018年浙江省解析几何高考题的思考
自主招生题、高考题、竞赛题各种各样的题不胜枚举,但是高中的数学知识和方法就这些,所以更多的题目是原有题目的改编题。如文中所讲的这两个高考题,它都是出自阿基米德三角形,从同一个点出发的两条抛物线切线改编成割线和圆的切线,其本质是相同的。
3 透过表象看本质在数学解题中的重要性
数学题目很多,不可能全都做完,所以在平时的解题过程中,要透过题目看到问题本质,归类出基本模型,通过一题多解和多题一解,让学生掌握处理一个基本模型的方法,理解方法背后所隐含的数学思想,发展学生的数学建模素养和逻辑推理素养。变化的是题目,不变的是解法,通过对问题变式的探究和原问题的推广,帮助学生掌握一类问题的通解通法,进而形成解题模式。