APP下载

体验突破过程 生成解题模板

2021-03-22仲菲刘希武

数学教学通讯·高中版 2021年9期
关键词:解析几何思想方法椭圆

仲菲 刘希武

[摘  要] 解析几何探究题教学时要注重思路分析、方法总结,必要时可形成相应的解题模板辅助学生解题. 文章以一道直线与椭圆问题为例,探究解题过程,提炼问题解法,生成解题模板,同时反思教学,提出相应的建议.

[关键词] 解析几何;椭圆;直线;模板;思想方法

直线与圆锥曲线方程是高中的重要考查内容,问题设问形式也较为多样,如参数范围、线段最值、弦长中点、几何面积等,问题的解析思路及分析运算是突破的难点所在,也是解题的关键. 实际上解题过程存在一些高效的模板,按照模板分步突破,构建思路可提高解题效率,下面进行解题探索.

[?]问题呈现

问题:设椭圆C的方程为+=1(a>b>0),点O为坐标的原点,点A是椭圆的上顶点,点B(,0)为椭圆的右焦点,AB的中点为点D,且OD⊥AB,试回答下列问题.

(1)求椭圆C的方程.

(2)直线l过原点,且斜率为正数,与椭圆C交于点P和Q,分别作PE⊥x轴,QF⊥x轴,设垂足分别为点E和F,连接QE和PF并延长,与椭圆C交于点M和N.

①试判断△PQM的形状;

②试求四边形PMQN面积的最大值.

[?]突破解析

上述是一道以椭圆为背景的解析几何综合题,共分两问. 第一问为传统的求圆锥曲线方程,采用待定系数法即可;第二问融合椭圆与几何图形,分为两小问,分别从几何形状和面积属性进行探究,解析的关键是联系函数与几何知识,根据对应问题的解题模板构建思路.

(1)可设椭圆的半焦距为c,由题意可得OD⊥AB,点D为AB的中点,所以b=c=,则a2=b2+c2=4,故椭圆的方程为+=1.

(2)①该问探究△PQM的形状,初步判断为直角三角形,则三角形两条直角边的斜率之积为-1,故可从直线斜率入手来构建思路. 联立直线与椭圆方程,计算相关交点坐标,推导对应直线的斜率,进而完成三角形形状判断,具体过程如下.

[?]解后反思

解析几何是高中数学的重点内容,上述基于一道直线与椭圆综合题开展解题探究,并总结了相应的解题模板,整个探究过程有着一定的教学价值,有助于学生整合知识,总结解法策略,下面基于教学实践,提出几点建议.

1. 基于属性探究解题策略

高中数学知识的内容十分丰富,问题类型也多样,针对不同类型的问题需要基于本质属性开展策略探究,形成相应的解题模板. 如解析几何的核心内容是数形结合,利用代数方程求解几何问题是常用的方法策略,可利用解析法探究图形性质. 分析时将图形置于坐标系中,让“形”与“数”对应互动,即将点转化为坐标,将曲线变为代数方程,充分挖掘坐标系图形中的几何特征,利用数式和数量关系具体化求解,具体步骤如圖1. 如上述在探究图形形状时,从斜率入手,联立方程推导直线斜率,利用斜率之积为-1的几何意义确定了图形的特征. 教学时建议采用数形结合的方法,引导学生观察直观图形,思考图形特征,引导学生从代数角度进行关联论证,逐步培养学生的空间几何观和推理论证能力.

2. 基于思路研究基础方法

解题探究需要关注解析过程中的一些常见方法、技巧,注重概括解法步骤、计算公式、优化方法等. 如探究解析几何问题时使用函数与方程思想,对于曲线上的动点,根据变化过程的相关联系来构建函数关系,将问题转化为研究变化参数的函数问题. 对于多情形或位置关系不确定的问题,合理使用分类讨论思想,深入讨论直线的斜率是否存在、直线的位置关系等. 探究解析几何中的不明直线与曲线时,采用参数构造法,基于直线斜率、曲线方程、点位置设定参数,利用参数范围刻画曲线或直线的变化范围,从而将研究对象转化为含有参数的函数、方程或不等式等. 教学中建议探究基础方法时立足方法思想,让学生理解其中的思想内涵,掌握方法精髓,培养学生的数学思想,提升学生的解题能力.

猜你喜欢

解析几何思想方法椭圆
Heisenberg群上由加权次椭圆p-Laplace不等方程导出的Hardy型不等式及应用
例谈椭圆的定义及其应用
一道椭圆试题的别样求法
探究数学软件在解析几何教学中的应用价值
例谈高中数学中“转化与化归”思想的应用
把党的宗旨转化为党员干部的思想方法和工作方法研究
椭圆的三类切点弦的包络
用联系发展的观点看解析几何
例谈平面向量在解析几何中的应用
《微分几何》教学的教改实践感受