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一道数学竞赛试题的解法探究与背景溯源

2021-04-13甘肃省兰州市第七十一中学730000尚世亮庞耀辉

中学数学研究(江西) 2021年4期
关键词:数学

甘肃省兰州市第七十一中学 (730000) 尚世亮 庞耀辉

一、真题再现

本题考查了双曲线的标准方程、几何性质、直线与双曲线的位置关系以及定点、定直线问题,意在考查学生的数学运算能力与转化、化归问题的能力.考查的核心素养是数学抽象、逻辑推理与数学运算.试题解法多样,内涵丰富,精彩纷呈,是一道具有研究性学习价值的好题.

二、解法探究

图1

下面的解法同解法1.

点评:方法1和方法2虽然在运算上有些繁,但在思维与化简能力上的要求并不高.究其原因,是因为直线AD(或直线BE)与双曲线的两个交点,都有一个点A(或B)的坐标是已知的,如果需要求另一个交点D(或E)的坐标,即转化为解方程问题.接下来,解题线索会很快理清,只需寻找k1和k2的关系(C、D、E三点共线),然后将其代入点P的坐标,问题迎刃而解.

当直线DE的斜率为0时,不合题意.

点评:方法3是将直线DE的位置特殊化(比如垂直于x轴),猜出结论,再进行证明.

三、试题推广

通过不同角度、不同层次的探索、联想、类比发现新问题,充分挖掘解析几何试题,才能揭示数学本质,进一步培养数学抽象素养,提升解析几何的魅力.

结论1,2证明可仿照该题的证法证明,结论4的证明可仿照结论3的证法证明,此处不赘述.

四、背景溯源

1.链接高考

(Ⅰ)求E的方程;

(Ⅱ)证明:直线CD过定点.

图2

(Ⅰ)求椭圆C的方程;

(Ⅱ)设椭圆C的左右顶点分别为A、B,点M是椭圆C上异于点A、B的任意点,直线MF交椭圆C于另一点N,直线MB交直线x=4于点Q,求证:A,N,Q三点共线.

数学竞赛题、高考真题、高考模……

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