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对比拓展 让复习课更高效生动

2021-09-10梁修曦

数理化解题研究·高中版 2021年2期

梁修曦

摘 要:本文以 “椭圆中的定点问题”复习课为例,探讨了 “证定点”和“找定点”两类问题的通性通法和巧解.并层层递进,对比渐变,推广出了一般性结论.

关键词:定点问题;通性通法;复习课

中图分类号:G632文献标识码:A文章编号:1008-0333(2021)04-0011-02

一、课堂再现

问题1 如图1,已知椭圆C的方程为x24+y2=1,过点A(0,1)作两条互相垂直的直线l1和l2,分别交椭圆于M、N 两点,试证明:直线MN恒过定点,并求出该定点的坐标.图1

生1:可设直线l1的方程为y=k1x+1,则直线l2的方程为y=-1k1x+1,联立椭圆C与直线l1和l2的方程,可求得M、N两点的坐标,进而写出直线MN的方程,并求出恒过的定点坐标.

生2:也可直接设MN的方程为y=kx+m,利用kAM·kAN=-1求得m与k的关系式,从而得到定点的坐标.

师:这两种思路都很好,请你们写出求解过程.

生1:联立直线l1与椭圆的方程,可求得M点坐标(-8k14k21+1,1-4k214k21+1),只需将其中的k1换成-1k1,即得N点坐标(8k14+k21,k21-44+k21),故直线MN的方程为y-k21-44+k21=k21-15k1(x-8k14+k21),化简为y=k21-15k1x-35,它恒过定点(0,-35).

生2:联立直线MN的方程y=kx+m与椭圆C方程,可得(4k2+1)x2+8kmx+4m2-4=0,记M(x1,y1),N(x2,y2),则有x1+x2=-8km4k2+1,x1x2=4m2-44k2+1(*)

由kAM·kAN=-1可得y1-1x1·y2-1x2=-1,即(k2+1)x1x2+k(m-1)(x1+x2)+(m-1)2=0,将(*)式代入可得m=-35,直线MN的方程y=kx-35,恒过定点(0,-35).

师:这两种方法均为证明直线恒过定点问题的通性通法. 比较来看,那种方法稍好一些呢?

生3:方法1思路简洁,依照题意直接计算即可.

生4:方法2目標明确,求哪条直线过定点,就设哪条直线方程为y=kx+m,再寻找m与k的关系式,计算都很常规.

生5:两种方法都差不多.

师:既然大家难以取舍,接下来我们看变式1,再次体验一下.

变式1 在问题1中,将A点坐标改为(2,0),其他条件和求证不变.

生6:我采用的是方法2,由kAM·kAN=-1可得y1x1-2·y2x2-2=-1,即(k2+1)x1x2+(mk-2)(x1+x2)+m2+4=0,将(*)式代入,可得5m2+16km+12k2=0,故m=-2k(舍)或m=-65k,直线MN的方程y=k(x-65),恒过……

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