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引例提模型,探究生结论

2021-11-03包旭苗

数学教学通讯·高中版 2021年8期
关键词:抛物线模型

包旭苗

[摘  要] 抛物线中的直线与圆的相切模型有着极高的应用价值,该模型是基于教材常规问题的提炼与总结,实现了圆锥曲线知识与隐圆特性的融合. 开展圆锥曲线探究,建议采用猜想验证、总结拓展的方式,让学生经历探究过程,自我形成新知. 文章以抛物线中的相切模型为例,开展探究教学.

[关键词] 结论;抛物线;直线;相切;模型

圆锥曲线的问题形式十分多样,深入探究可提炼出一些较为特殊的结论,合理应用结论则可以显著提升解题效率. 上述“结论提炼—总结验证—应用探究”的循环模式也是数学探究所极力倡导的,下面对抛物线问题中直线与圆的相切结论进行探究.

[?]引例问题

问题:已知抛物线C的解析式为y2=4x,焦点为F,斜率为k的直线过点F,与抛物线C相交于点A和B. 若点M(-1,1),且∠AMB=90°,则斜率k的值为________.

解析:根据题干条件绘制图1所示图像,设直线与抛物线的交点为A(x,y)和B(x,y),采用点差法可表示斜率k. 可知y

=4x1,

y

=4x2,整理可得y-y=4x1-4x2,所以k==. 取AB的中点为N(x,y),分别过点A和B作准线x=-1的垂线,设垂足分别为A和B. 因为∠AMB=90°,所以MN=AB=·(AF+BF)=(

AA+

BB),点N为AB的中点,则MN与x轴相平行. 又知点M(-1,1),则y=1,由中点坐标公式可得y+y=2,即k=2.

[?]猜想验证

上述问题为抛物线与直线的相交问题,其特殊之处有三点:一是直线过抛物线的焦点,二是点M位于抛物线的准线上,三是交点A,B与点M构成了直角三角形,即∠AMB=90°. 问题虽然探究直线的斜率,但引入隐形圆则可以挖掘图像的特殊之处.

1. 推理猜想

线段AB为抛物线的焦点弦,∠AMB=90°,由“圆的直径所对的圆周角为直角……

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