因材施教,分层教学案例分析
作者:卢浩 殷金俊
来源:《理科考试研究·高中》2014年第02期
解析几何综合题是高考命题的热点内容之一. 这类试题往往以解析几何知识为载体,综合函数、不等式、三角、数列等知识,所涉及到的知识点较多,对解题能力考查的层次要求较高,考生在解答时,常常表现为无从下手,或者半途而废.据此笔者认为:解决这一类问题的关键在于:通观全局,局部入手,整体思维. 即在掌握通性通法的同时,不应只形成一个一个的解题套路,解题时不加分析,跟着感觉走,做到那儿算那儿. 而应当从宏观上去把握,从微观上去突破,在审题和解题思路的整体设计上下功夫,不断克服解题征途中的道道运算难关.
一、判别式——解题时时显神功
案例1 已知双曲线C∶y22-x22=1,直线l过点A(2,0),斜率为k,当0
分析1 解析几何是用代数方法来研究几何图形的一门学科,因此,数形结合必然是研究解析几何问题的重要手段. 从“有且仅有”这个微观入手,对照草图,不难想到:过点B作与l平行的直线,必与双曲线C相切. 而相切的代数表现形式是所构造方程的判别式Δ=0. 由此出发,可设计如右解题思路:
解题过程略.
分析2 如果从代数推理的角度去思考,就应当把距离用代数式表达,即所谓“有且仅有一点B到直线l的距离为2”,相当于化归的方程有唯一解. 据此设计出如下解题思路: 简解 设点M(x,2+x2)为双曲线C上支上任一点,则点M到直线l的距离为: |kx-2+x2-2k|k2+1
=2 (0
于是,问题即可转化为如上关于x的方程.
由于0|x|>kx,从而有
|kx-2+x2-2k|=-kx+2+x2+2k.
于是关于x的方程(*)
-kx+2+x2+2=2(k2+1)
(2+x2)2=(2(k2+1))-2k+kx)2,
2(k2+1)-2+kx>0
(k2-1)x2+2k(2(k2+1)-2k)x
+(2(k2+1)-2k)2-2=0,
2(k2+1)-2k+kx>0.
由0
方程(k2-1)x2+2k(2(k2+1)-2)x+(2(k2+1)-2)2-2=0的二根同正,故2(k2+1)-2k+kx>0恒成立,于是(*)等价于(k2-1)x2+2k(2(k2+1)-2k)x+(2(k2+1)-2k)2-2=0. 由如上关于x的方程有唯一解,得其判别式Δ=0,就可解得k=255.
点评 上述解法紧扣解题目标,不断进行问题转换,充分体现了全局观念与整体思维的优越性.
二、判别式与韦达定理——二者联用显奇效
案例2 已知椭圆C: x2+2y2=8和点P(4,1),过P作直线交椭圆于A、B两点,在线段AB上取点Q,使APPB=-AQQB,求动点Q的轨迹所在曲线的方程.
分析 这是一个轨迹问题,解题困难在于多动点的困扰,学生往往不知从何入手.其实,应该想到轨迹问题可以通过参数法求解. 因此,首先是选定参数,然后想方设法将点Q的横、纵坐标用参数表达,最后通过消参可达到解题的目的.
由于点Q(x,y)的变化是由直线AB的变化引起的,自然可选择直线AB的斜率k作为参数,如何将x,y与k联系起来?一方面利用点Q在直线AB上;另一方面就是运用题目条件:APPB=-AQQB来转化.由A、B、P、Q四点共线,不难得到x=4(xA+xB)-2xAxB8-(xA+xB),要建立x与k的关系,只需将直线AB的方程代入椭圆C的方程,利用韦达定理即可.
通过这样的分析,可以看出,虽然我们还没有开始解题,但对于如何解决本题,已经 做到心中有数.
在得到x=f(k)之后,如果能够从整体上把握,认识到:所谓消参,目的不过是得到关于x,y的方程(不含k),则可由y=k(x-4)+1解得k=
y-1x-4,直接代入x=f(k)即可得到轨迹方程.从而简化消去参数的过程.
简解 设A(x1,y1),B(x2,y2),Q(x,y),则由APPB=-AQQB可得 :4-x1x2-4=x-x1x2-x,
解之得:x=4(x1+x2)-2x1x28-(x1+x2). (1)
设直线AB的方程为:y=k(x-4)+1,代入椭圆C的方程,消去y得出关于x的一元二次方程:
(2k2+1)x2+4k(1-4k)x+2(1-4k)2-8=0. (2)
因材施教,分层教学案例分析
作者:卢浩 殷金俊
来源:《理科考试研究·高中》2014年第02期
解析几何综合题是高考命题的热点内容之一. 这类试题往往以解析几何知识为载体,综合函数、不等式、三角、数列等知识,所涉及到的知识点较多,对解题能力考查的层次要求较高,考生在解答时,常常表现为无从下手,或者半途而废.据此笔者认为:解决这一类问题的关键在于:通观全局,局部入手,整体思维. 即在掌握通性通法的同时,不应只形成一个一个的解题套路,解题时不加分析,跟着感觉走,做到那儿算那儿. 而应当从宏观上去把握,从微观上去突破,在审题和解题思路的整体设计上下功夫,不断克服解题征途中的道道运算难关.
一、判别式——解题时时显神功
案例1 已知双曲线C∶y22-x22=1,直线l过点A(2,0),斜率为k,当0
分析1 解析几何是用代数方法来研究几何图形的一门学科,因此,数形结合必然是研究解析几何问题的重要手段. 从“有且仅有”这个微观入手,对照草图,不难想到:过点B作与l平行的直线,必与双曲线C相切. 而相切的代数表现形式是所构造方程的判别式Δ=0. 由此出发,可设计如右解题思路:
解题过程略.
分析2 如果从代数推理的角度去思考,就应当把距离用代数式表达,即所谓“有且仅有一点B到直线l的距离为2”,相当于化归的方程有唯一解. 据此设计出如下解题思路: 简解 设点M(x,2+x2)为双曲线C上支上任一点,则点M到直线l的距离为: |kx-2+x2-2k|k2+1
=2 (0
于是,问题即可转化为如上关于x的方程.
由于0|x|>kx,从而有
|kx-2+x2-2k|=-kx+2+x2+2k.
于是关于x的方程(*)
-kx+2+x2+2=2(k2+1)
(2+x2)2=(2(k2+1))-2k+kx)2,
2(k2+1)-2+kx>0
(k2-1)x2+2k(2(k2+1)-2k)x
+(2(k2+1)-2k)2-2=0,
2(k2+1)-2k+kx>0.
由0
方程(k2-1)x2+2k(2(k2+1)-2)x+(2(k2+1)-2)2-2=0的二根同正,故2(k2+1)-2k+kx>0恒成立,于是(*)等价于(k2-1)x2+2k(2(k2+1)-2k)x+(2(k2+1)-2k)2-2=0. 由如上关于x的方程有唯一解,得其判别式Δ=0,就可解得k=255.
点评 上述解法紧扣解题目标,不断进行问题转换,充分体现了全局观念与整体思维的优越性.
二、判别式与韦达定理——二者联用显奇效
案例2 已知椭圆C: x2+2y2=8和点P(4,1),过P作直线交椭圆于A、B两点,在线段AB上取点Q,使APPB=-AQQB,求动点Q的轨迹所在曲线的方程.
分析 这是一个轨迹问题,解题困难在于多动点的困扰,学生往往不知从何入手.其实,应该想到轨迹问题可以通过参数法求解. 因此,首先是选定参数,然后想方设法将点Q的横、纵坐标用参数表达,最后通过消参可达到解题的目的.
由于点Q(x,y)的变化是由直线AB的变化引起的,自然可选择直线AB的斜率k作为参数,如何将x,y与k联系起来?一方面利用点Q在直线AB上;另一方面就是运用题目条件:APPB=-AQQB来转化.由A、B、P、Q四点共线,不难得到x=4(xA+xB)-2xAxB8-(xA+xB),要建立x与k的关系,只需将直线AB的方程代入椭圆C的方程,利用韦达定理即可.
通过这样的分析,可以看出,虽然我们还没有开始解题,但对于如何解决本题,已经 做到心中有数.
在得到x=f(k)之后,如果能够从整体上把握,认识到:所谓消参,目的不过是得到关于x,y的方程(不含k),则可由y=k(x-4)+1解得k=
y-1x-4,直接代入x=f(k)即可得到轨迹方程.从而简化消去参数的过程.
简解 设A(x1,y1),B(x2,y2),Q(x,y),则由APPB=-AQQB可得 :4-x1x2-4=x-x1x2-x,
解之得:x=4(x1+x2)-2x1x28-(x1+x2). (1)
设直线AB的方程为:y=k(x-4)+1,代入椭圆C的方程,消去y得出关于x的一元二次方程:
(2k2+1)x2+4k(1-4k)x+2(1-4k)2-8=0. (2)