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[摘 要] 数学核心素养是一个高度抽象的思维产物,它要高于数学知识、数学一般的思维方法,使人能从数学的角度看问题,有条理地进行理性思维、严密求证、逻辑推理和清晰准确地表达的意识与能力. 高中数学教学活动是以提升学生基础知识、基本技能、基本思想、基本活动经验能力为目的的教学,因此激发学生的学习兴趣,调动学习积极性和主动性,进而提升学生的数学核心素养是教学过程的关键.
[关键词] 数学素养;微专题教案;自主探索;合作交流
数学核心素养,是指在众多的数学素养内那些关键的、处于重要位置上、使用频率较高的素养,包括数学抽象、逻辑推理、数学建模、数学运算、直观想象、数据分析等六个方面. 数学核心素养是一个高度抽象的思维产物,它要高于数学知识、数学一般的思维方法,使人能从数学的角度看问题,有条理地进行理性思维、严密求证、逻辑推理和清晰准确地表达的意识与能力. 高中数学教学活动是以提升学生基础知识、基本技能、基本思想、基本活动经验能力为目的的教学,因此激发学生的学习兴趣,调动学习积极性和主动性,进而提升学生的数学核心素养是教学过程的关键. 针对高考的考情要求和本校考生的学情,笔者设计了一篇高三一轮复习的微专题教案,让学生通过自主探索、合作交流等学习方式,以点带面,有效地提高数学能力和成绩.
[?] 基于高考,聚焦核心素养,明确教学目标
1. 研究考题,掌握考情
直线与圆的位置关系是近几年高考和模拟考试常考的知识点(在近几年高考中,每年都有出现,比如2013年第17题,2014年第9题、第18題,2015年第10题,2016年第18题),本节主要通过圆心到直线的距离(几何法),或从方程根(代数法)的角度来量化直线与圆的位置关系,考查弦长、交点、切线、距离最值等知识点,一般难度不大,但若考查其解析性质,即通过形式上的转化,与函数、方程、三角函数、线性规划等知识相结合,难度就会大大提升. 数形结合和转化归纳是掌握好本节知识点的关键,本题常以填空题的形式进行考查,以解答题的形式进行考查时,常常与其他章节知识相关联,用来解决实际问题,高考要求为B级.
2. 明确目标,培养数学能力
从知识层面上,通过本课教学使学生熟练掌握直线与圆位置关系的判断方法,回归课本,引导学生从不同角度思考问题,解决基本的弦长、交点、切线、距离等问题;从知识结构上,通过不断地改变问题情境,培养学生的观察分析、数形结合、拓展延伸能力,总结解决直线与圆位置关系问题的通性通法,以点带面,促进学生构建知识网络;从培养学生能力的角度上,通过题目内在的联系,培养学生抽象概括、数形结合、转化化归的数学思想以及应用数学知识解决问题的能力.
[?] 基于课本,培育核心素养,优化教学设计
1. 课前热身,自主学习
(1)(教学与测试·巩固练习1)圆x2 y2-4x=0在点P(1,)处的切线方程是 x-y 2=0 .
(2)(教学与测试·巩固练习3改编)已知P(x0,y0)是圆x2 y2=a2内异于圆心的一点,则直线x0x y0y=a2与此圆公共点的个数是 0 .
(3)(必修2第117页习题9)直线l:kx-y-4k 3=0与圆x2 y2-6x-8y 21=0的位置关系是 相交 .
(4)(教学与测试·巩固练习2)动圆x2 y2-2mx-4my 6m-2=0恒过一个定点,则这个定点的坐标是 (1,1)或
,
.
设计意图:问题(1)通过自主学习,掌握过圆上一点求切线的基本方法,进而复习、回顾一般性结论:过圆(x-a)2 (y-b)2=r2上一点P(x0,y0)处的切线方程为(x0-a)(x-a) (y0-b)(y-b)=r2;问题(2)复习了点与圆、直线与圆的位置关系,题中参量较多,学生较易混淆概念,教学中应强调圆心到直线的距离d与半径r的大小关系;问题(3)用常规的解题思路计算量大,学生容易走进“死胡同”,数形结合从直线的特征入手,既复习了直线系,又复习了点、线、圆三者的位置关系;问题(4)的设置是问题(3)的延续,其实质是用代数法求解交点问题.这几个课前热身的问题的设置是希望学生通过完成预习题型,对直线与圆的位置判断从几何和代数角度有一定认识.预设题型的教学用10分钟左右的时间,让学生交流解题方法,总结易错点和经常性结论,教师根据学生的回答,进行适时点拨以达到学生真正理解和掌握基本知识的目的.
2. 经典例题,合作探索
例1:(教学与测试·例1改编)已知直线l:5x 12y a=0,圆C:x2 y2-2x=0. 试判断直线l与圆C的位置关系.
解:圆C:(x-1)2 y2=1,圆心为(1,0),半径为1,圆心到直线的距离为d=.
直线l与圆C相切?d=1,由=1,解得a=8或a=-18.
直线l与圆C相交?d<1,由<1,解得-18 直线l与圆C相离?d>1,由>1,解得a<-18或a>8.
变式1:若a=8,则切点坐标为
,-
;
变式2:若a=7,则直线l被圆C截得的弦长为 ;
变式3:若a=21,则圆上一点到直线l的最大距离为 3 ;
变式4:若直线l与曲线y=有一个公共点,求a的取值范围.
解:曲线y=表示x轴上方的半圆,由其图像可知,a=-18或-10 变式5:若点(x,y)满足x2 y2-2x=0,求5x 12y的取值范围.
解:令t=5x 12y,易知5x 12y∈[-8, 18].
变式6:已知圆C:x2 y2-2x=0上有且仅有一个点到直线l:5x 12y a=0的距离为1,求实数a的取值范围. 解:平面内,到直线l:5x 12y a=0的距离为1的直线是5x 12y a±13=0,圆与此两直线中的一条相切,另一条相离,解得a=-31或者a=21.
设计意图:原题主要是让学生通过(几何法)圆心与直线的距离同半径相比较,量化相切、相交、相离时的关系,学生通过交流讨论,很容易得出答案;变式1~3是原题的延续,较之原题,把切点、弦长、距离等问题具体化,教师可按学生情况,继续设计变式,如相交时,交点与圆心组成的三角形面积的最大值为多少等;变式4-6,题目形式上有所改变,需要学生探索其本质含义,通过必要的转化,变为直线与圆的位置关系问题,此题的设计主要是为丰富学生的知识结构,培养学生转化、结合的能力.
说明:数形结合是分析变式4-6的关键,无论是变式5的线性规划,还是变式4的半圆方程,其本质都是直线与圆的位置关系,分析时要将答案与图像对应起来,弄清其几何意义.
例2:(教学与测试例4改编)过点M(2,4)向圆C:(x-1)2 (y 3)2=1引两条切线,切点分别为A,B. 求:(1)切线MA,MB的方程;(2)直线AB的方程,切点弦AB的长.
解:(1)过点M(2,4)的切线斜率不存在时,x=2符合题意;切线斜率存在时,设切线为y-4=k(x-2),由d==1解得k=,所以切线为24x-7y-20=0或x=2. (2)C,A,M,.B四点在同一圆周上,CM为直径,圆心为
,,易知其方程为x2 y2-3x-y-10=0. 又因为AB是圆C与此圆的公共弦,相減得直线AB:x 7y 19=0. 因为C到直线AB的距离d=,又圆C的半径为1,故AB=2=.
变式1:若将原题中的点M改为在直线3x 4y-6=0上运动的动点M,则四边形MACB面积的最小值为多少?
解:S=2S△MAC=,MC的最小值即为点M到直线3x 4y-6=0的距离,所以d==3,S≥2.
变式2:(教学与测试·自我检测5)过点M向半径为1的圆C引两条切线,切点分别为A,B,则·的最小值是多少?
解:设∠AMB=2θ,则·=
2·cos2θ=2sin2θ -3≥2-3.
设计意图:原题设计围绕相切问题展开,目的在于变换思维角度,问题(2)焦点弦的处理可与下一课时的圆系方程联系,调动学习的主动性. 变式1和变式2的设计在此基础上加入了切线长问题,与三角函数、向量相结合,培养学生拓展的思维,达到完善知识体系的效果.
说明:求切线长时将切线长转化为点到圆心的距离,实现未知向已知的转化,解题时若求切点坐标,计算将非常繁杂.
例3:(苏教版必修2第114页例3改编)已知直线l:kx-y-k 1=0与圆O:x2 y2=4,求直线l被圆O截得的最短弦长.
解:直线与圆相交时,半径、弦心距和半弦长构成直角三角形,即
d2=r2. 因为r2为定值,所以l最小时d最大.由课前预习问题(3)可知,直线l恒过定点M(1,1),所以当直线l与OM垂直时,d最大,即l最小,此时d=,所以最短弦长l=2=2.
变式1:已知圆O:x2 y2=4,过圆内一点M(1,1),作两条互相垂直的弦EF,GH,求EF2 GH2的值.
解:作OD1⊥EF,OD2⊥GH,设OD1=d1,OD2=d2,
EF2 GH2=4(r2-d) 4(r2-d)=8r2-4(d d). 因为d d=2,所以EF2 GH2=24.
变式2:已知圆O:x2 y2=4,过圆内一点M(1,1),作两条互相垂直的弦EF,GH,求四边形EGFH面积的最大值.
解:四边形EGFH的面积S=EF·GH,由变式5EF2 GH2=24,所以S≤×=6,当且仅当EF=GH时取最大值.
变式3:已知圆O:x2 y2=4,过圆内一点M(1,1),作两条互相垂直的弦EF,GH,求线段EG中点Q的轨迹方程.
解:设点Q(x,y),因为EG为圆O的一条弦,所以OQ2
=r2. 因为=MQ,所以OQ2 MQ2=r2,所以x2 y2 (x-1)2 (y-1)2=4,化简得
x-
y-
=. 这是以OM中点为圆心,为半径的圆.
变式4:已知圆O:x2 y2=4,过圆内一点M(1,1),作两条互相垂直的弦EF,GH,若= ,求
的最大值.
解:由= 可知,变式3中的Q为MN的中点,因为点Q的轨迹方程为
x-
y-
=,由相关点法可求得点N的轨迹方程为x2 y2=6. 因为点M在这个圆内,所以
的最大值为 .
设计意图:原题的设计围绕相交弦长展开,是模拟考和高考中的常见题型,设计此题的目的在于培养学生探索问题、转化归纳的能力. 几个变式的难度由浅入深,依据循序渐进的教学方式,可提高学生的审题能力,激发学生的学习兴趣,调动学生的学习主动性. 对于变式中的不同问题,可以尝试不同方法,让学生体会其中的变化.
3. 课堂反馈,动手实践
1. (教学与测试·基础训练2)在圆x2 y2-2x-6y=0内,过点E(0,1)的最长弦与最短弦分别是AC与BD,则四边形ABCD的面积是 10 .
2. (2014年江苏高考第9题)在平面直角坐标系xOy中,直线x 2y-3=0被圆(x-2)2 (y 1)2=4截得的弦长为 .
3. (教学与测试·巩固练习4)已知实数x,y满足x2 y2 2x-2y=0,则的最大值是 - . 4. (2010年江苏高考第9题)在平面直角坐标系xOy中,已知圆x2 y2=4上有且仅有四个点到直线12x-5y c=0的距离为1,则实数c的取值范围是 (-13,13) .
设计意图:课堂的及时反馈,是教师掌握学生课堂学习效果与质量的重要环节. 设计的几个题型围绕例题展开,目的在于一方面让学生感受高考题,熟悉其设计思路;另一方面,希望在学生实践活动的基础上,及时总结归纳,反思得失.
4. 复习巩固,课后反思
1. (2013年苏锡常镇模拟题第10题)已知圆C:(x-a)2 (y-a)2=1(a>0)与直线y=3x相交于P,Q两点,若∠PCQ=90°,则实数a= .
2. (2014年南通三模第12题)在平面直角坐标系xOy中,圆C的方程为x2 y2-4x=0. 若直线y=k(x 1)上存在点P,使过P所作的圆的两条切线相互垂直,则实数k的取值范围是 [-2,2] .
3. (2014年苏锡常镇一模第14题)在平面直角坐标系xOy中,已知点P(3,0)在圆C:x2 y2-2mx-4y m2-28=0内,动直线AB过点P且交圆C于A,B两点. 若△ABC的面积的最大值为16,则实数m的取值范围为 [3 2,3 2)∪(3-2,3-2] .
4. (2016年江苏高考第18题)如图1,在平面直角坐标系xOy中,已知以M为圆心的圆x2 y2-12x-14y 60=0及其上的一点A(2,4).
(1)设圆N与x轴相切,与圆M外切,且圆心N在直线x=6上,求圆N的标准方程.
(2)设平行于OA的直线l与圆M相交于B,C两点,且BC=OA,求直线l的方程.
(3)设点T(t,0)满足:存在圆M上的两点P,Q,使得 =,求實数t的取值范围.
解:(1)因为两圆外切,r-7=r 5,所以r=1,圆N的标准方程为(x-6)2 (y-1)2=1.
(2)设平直线l的方程为y=2x b,BC=OA=2,所以圆心M到直线l的距离为=2,解得b=5或b=-15,所以直线l的方程为y=2x 5或y=2x-15.
(3)要使得 =,则四边形ATPQ为平行四边形,PQ=AT∈[4,10],即16≤(t-2)2 42≤100,解得t∈[2-2,2 2].
设计意图:设计高考、模拟考题型的训练,帮助学生及时巩固所学知识,体会考点要求,查漏补缺.
[?] 基于现实,提升核心素养,总结方法经验
数学核心素养的载体是课堂教学与设计,有效提升学生的数学核心素养,关键在于高效的课堂教学和设计.
首先,在高三复习的教学设计时,应当充分重视课本基础题的训练,高考题在设计时往往都是以课本例题为蓝本,以此为基,通过变式训练,依次递增难度,培养学生数学思维能力和探究能力,进而逐步形成“观察→抽象→探究→猜测→论证”的思维习惯,学会用数学的思维去分析社会,思考和解决生活中的问题,有效地提高自身的素养.
其次,有效提升学生的数学核心素养,要求培养学生的科学精神,勤于思考,善于实践,勇于质疑.从问题中来,实事求是,科学地分析问题;到问题中去,拓展思维,用发展的眼光看待问题.还要求培养学生不同角度、不同深度、不同纬度思考问题的思维方式. 因此,教学设计时要注重知识点的相关性,通过题型的转化和化归,把学生分散的、孤立的知识点整合在一起,不但掌握“表面”上的共同点,还要理解“本质”的相互联系,逐步地建立起一套完善的数学体系,有效地提高学生的思维方式.
最后,有效提升学生的数学核心素养,是一个循序渐进、逐步完善的过程. 课堂学习中要以学生为本,围绕学生的所思所想设计课程,并让学生不断地进行反思:①解题中应用了哪些知识点——想相关的知识点;②怎样做出来的——想解题的方法;③为什么这样做——想解题的依据;④有无其他方法——想一题多解,培养求异思维;⑤能否变通一下而变成另一习题——想一题多变,促使思维发散.充分发挥学生自主学习的积极性和主动性,从本质上提高学生的数学素养,让学生能用数学的思维方式观察生活,解决实际问题.
[关键词] 数学素养;微专题教案;自主探索;合作交流
数学核心素养,是指在众多的数学素养内那些关键的、处于重要位置上、使用频率较高的素养,包括数学抽象、逻辑推理、数学建模、数学运算、直观想象、数据分析等六个方面. 数学核心素养是一个高度抽象的思维产物,它要高于数学知识、数学一般的思维方法,使人能从数学的角度看问题,有条理地进行理性思维、严密求证、逻辑推理和清晰准确地表达的意识与能力. 高中数学教学活动是以提升学生基础知识、基本技能、基本思想、基本活动经验能力为目的的教学,因此激发学生的学习兴趣,调动学习积极性和主动性,进而提升学生的数学核心素养是教学过程的关键. 针对高考的考情要求和本校考生的学情,笔者设计了一篇高三一轮复习的微专题教案,让学生通过自主探索、合作交流等学习方式,以点带面,有效地提高数学能力和成绩.
[?] 基于高考,聚焦核心素养,明确教学目标
1. 研究考题,掌握考情
直线与圆的位置关系是近几年高考和模拟考试常考的知识点(在近几年高考中,每年都有出现,比如2013年第17题,2014年第9题、第18題,2015年第10题,2016年第18题),本节主要通过圆心到直线的距离(几何法),或从方程根(代数法)的角度来量化直线与圆的位置关系,考查弦长、交点、切线、距离最值等知识点,一般难度不大,但若考查其解析性质,即通过形式上的转化,与函数、方程、三角函数、线性规划等知识相结合,难度就会大大提升. 数形结合和转化归纳是掌握好本节知识点的关键,本题常以填空题的形式进行考查,以解答题的形式进行考查时,常常与其他章节知识相关联,用来解决实际问题,高考要求为B级.
2. 明确目标,培养数学能力
从知识层面上,通过本课教学使学生熟练掌握直线与圆位置关系的判断方法,回归课本,引导学生从不同角度思考问题,解决基本的弦长、交点、切线、距离等问题;从知识结构上,通过不断地改变问题情境,培养学生的观察分析、数形结合、拓展延伸能力,总结解决直线与圆位置关系问题的通性通法,以点带面,促进学生构建知识网络;从培养学生能力的角度上,通过题目内在的联系,培养学生抽象概括、数形结合、转化化归的数学思想以及应用数学知识解决问题的能力.
[?] 基于课本,培育核心素养,优化教学设计
1. 课前热身,自主学习
(1)(教学与测试·巩固练习1)圆x2 y2-4x=0在点P(1,)处的切线方程是 x-y 2=0 .
(2)(教学与测试·巩固练习3改编)已知P(x0,y0)是圆x2 y2=a2内异于圆心的一点,则直线x0x y0y=a2与此圆公共点的个数是 0 .
(3)(必修2第117页习题9)直线l:kx-y-4k 3=0与圆x2 y2-6x-8y 21=0的位置关系是 相交 .
(4)(教学与测试·巩固练习2)动圆x2 y2-2mx-4my 6m-2=0恒过一个定点,则这个定点的坐标是 (1,1)或
,
.
设计意图:问题(1)通过自主学习,掌握过圆上一点求切线的基本方法,进而复习、回顾一般性结论:过圆(x-a)2 (y-b)2=r2上一点P(x0,y0)处的切线方程为(x0-a)(x-a) (y0-b)(y-b)=r2;问题(2)复习了点与圆、直线与圆的位置关系,题中参量较多,学生较易混淆概念,教学中应强调圆心到直线的距离d与半径r的大小关系;问题(3)用常规的解题思路计算量大,学生容易走进“死胡同”,数形结合从直线的特征入手,既复习了直线系,又复习了点、线、圆三者的位置关系;问题(4)的设置是问题(3)的延续,其实质是用代数法求解交点问题.这几个课前热身的问题的设置是希望学生通过完成预习题型,对直线与圆的位置判断从几何和代数角度有一定认识.预设题型的教学用10分钟左右的时间,让学生交流解题方法,总结易错点和经常性结论,教师根据学生的回答,进行适时点拨以达到学生真正理解和掌握基本知识的目的.
2. 经典例题,合作探索
例1:(教学与测试·例1改编)已知直线l:5x 12y a=0,圆C:x2 y2-2x=0. 试判断直线l与圆C的位置关系.
解:圆C:(x-1)2 y2=1,圆心为(1,0),半径为1,圆心到直线的距离为d=.
直线l与圆C相切?d=1,由=1,解得a=8或a=-18.
直线l与圆C相交?d<1,由<1,解得-18 直线l与圆C相离?d>1,由>1,解得a<-18或a>8.
变式1:若a=8,则切点坐标为
,-
;
变式2:若a=7,则直线l被圆C截得的弦长为 ;
变式3:若a=21,则圆上一点到直线l的最大距离为 3 ;
变式4:若直线l与曲线y=有一个公共点,求a的取值范围.
解:曲线y=表示x轴上方的半圆,由其图像可知,a=-18或-10 变式5:若点(x,y)满足x2 y2-2x=0,求5x 12y的取值范围.
解:令t=5x 12y,易知5x 12y∈[-8, 18].
变式6:已知圆C:x2 y2-2x=0上有且仅有一个点到直线l:5x 12y a=0的距离为1,求实数a的取值范围. 解:平面内,到直线l:5x 12y a=0的距离为1的直线是5x 12y a±13=0,圆与此两直线中的一条相切,另一条相离,解得a=-31或者a=21.
设计意图:原题主要是让学生通过(几何法)圆心与直线的距离同半径相比较,量化相切、相交、相离时的关系,学生通过交流讨论,很容易得出答案;变式1~3是原题的延续,较之原题,把切点、弦长、距离等问题具体化,教师可按学生情况,继续设计变式,如相交时,交点与圆心组成的三角形面积的最大值为多少等;变式4-6,题目形式上有所改变,需要学生探索其本质含义,通过必要的转化,变为直线与圆的位置关系问题,此题的设计主要是为丰富学生的知识结构,培养学生转化、结合的能力.
说明:数形结合是分析变式4-6的关键,无论是变式5的线性规划,还是变式4的半圆方程,其本质都是直线与圆的位置关系,分析时要将答案与图像对应起来,弄清其几何意义.
例2:(教学与测试例4改编)过点M(2,4)向圆C:(x-1)2 (y 3)2=1引两条切线,切点分别为A,B. 求:(1)切线MA,MB的方程;(2)直线AB的方程,切点弦AB的长.
解:(1)过点M(2,4)的切线斜率不存在时,x=2符合题意;切线斜率存在时,设切线为y-4=k(x-2),由d==1解得k=,所以切线为24x-7y-20=0或x=2. (2)C,A,M,.B四点在同一圆周上,CM为直径,圆心为
,,易知其方程为x2 y2-3x-y-10=0. 又因为AB是圆C与此圆的公共弦,相減得直线AB:x 7y 19=0. 因为C到直线AB的距离d=,又圆C的半径为1,故AB=2=.
变式1:若将原题中的点M改为在直线3x 4y-6=0上运动的动点M,则四边形MACB面积的最小值为多少?
解:S=2S△MAC=,MC的最小值即为点M到直线3x 4y-6=0的距离,所以d==3,S≥2.
变式2:(教学与测试·自我检测5)过点M向半径为1的圆C引两条切线,切点分别为A,B,则·的最小值是多少?
解:设∠AMB=2θ,则·=
2·cos2θ=2sin2θ -3≥2-3.
设计意图:原题设计围绕相切问题展开,目的在于变换思维角度,问题(2)焦点弦的处理可与下一课时的圆系方程联系,调动学习的主动性. 变式1和变式2的设计在此基础上加入了切线长问题,与三角函数、向量相结合,培养学生拓展的思维,达到完善知识体系的效果.
说明:求切线长时将切线长转化为点到圆心的距离,实现未知向已知的转化,解题时若求切点坐标,计算将非常繁杂.
例3:(苏教版必修2第114页例3改编)已知直线l:kx-y-k 1=0与圆O:x2 y2=4,求直线l被圆O截得的最短弦长.
解:直线与圆相交时,半径、弦心距和半弦长构成直角三角形,即
d2=r2. 因为r2为定值,所以l最小时d最大.由课前预习问题(3)可知,直线l恒过定点M(1,1),所以当直线l与OM垂直时,d最大,即l最小,此时d=,所以最短弦长l=2=2.
变式1:已知圆O:x2 y2=4,过圆内一点M(1,1),作两条互相垂直的弦EF,GH,求EF2 GH2的值.
解:作OD1⊥EF,OD2⊥GH,设OD1=d1,OD2=d2,
EF2 GH2=4(r2-d) 4(r2-d)=8r2-4(d d). 因为d d=2,所以EF2 GH2=24.
变式2:已知圆O:x2 y2=4,过圆内一点M(1,1),作两条互相垂直的弦EF,GH,求四边形EGFH面积的最大值.
解:四边形EGFH的面积S=EF·GH,由变式5EF2 GH2=24,所以S≤×=6,当且仅当EF=GH时取最大值.
变式3:已知圆O:x2 y2=4,过圆内一点M(1,1),作两条互相垂直的弦EF,GH,求线段EG中点Q的轨迹方程.
解:设点Q(x,y),因为EG为圆O的一条弦,所以OQ2
=r2. 因为=MQ,所以OQ2 MQ2=r2,所以x2 y2 (x-1)2 (y-1)2=4,化简得
x-
y-
=. 这是以OM中点为圆心,为半径的圆.
变式4:已知圆O:x2 y2=4,过圆内一点M(1,1),作两条互相垂直的弦EF,GH,若= ,求
的最大值.
解:由= 可知,变式3中的Q为MN的中点,因为点Q的轨迹方程为
x-
y-
=,由相关点法可求得点N的轨迹方程为x2 y2=6. 因为点M在这个圆内,所以
的最大值为 .
设计意图:原题的设计围绕相交弦长展开,是模拟考和高考中的常见题型,设计此题的目的在于培养学生探索问题、转化归纳的能力. 几个变式的难度由浅入深,依据循序渐进的教学方式,可提高学生的审题能力,激发学生的学习兴趣,调动学生的学习主动性. 对于变式中的不同问题,可以尝试不同方法,让学生体会其中的变化.
3. 课堂反馈,动手实践
1. (教学与测试·基础训练2)在圆x2 y2-2x-6y=0内,过点E(0,1)的最长弦与最短弦分别是AC与BD,则四边形ABCD的面积是 10 .
2. (2014年江苏高考第9题)在平面直角坐标系xOy中,直线x 2y-3=0被圆(x-2)2 (y 1)2=4截得的弦长为 .
3. (教学与测试·巩固练习4)已知实数x,y满足x2 y2 2x-2y=0,则的最大值是 - . 4. (2010年江苏高考第9题)在平面直角坐标系xOy中,已知圆x2 y2=4上有且仅有四个点到直线12x-5y c=0的距离为1,则实数c的取值范围是 (-13,13) .
设计意图:课堂的及时反馈,是教师掌握学生课堂学习效果与质量的重要环节. 设计的几个题型围绕例题展开,目的在于一方面让学生感受高考题,熟悉其设计思路;另一方面,希望在学生实践活动的基础上,及时总结归纳,反思得失.
4. 复习巩固,课后反思
1. (2013年苏锡常镇模拟题第10题)已知圆C:(x-a)2 (y-a)2=1(a>0)与直线y=3x相交于P,Q两点,若∠PCQ=90°,则实数a= .
2. (2014年南通三模第12题)在平面直角坐标系xOy中,圆C的方程为x2 y2-4x=0. 若直线y=k(x 1)上存在点P,使过P所作的圆的两条切线相互垂直,则实数k的取值范围是 [-2,2] .
3. (2014年苏锡常镇一模第14题)在平面直角坐标系xOy中,已知点P(3,0)在圆C:x2 y2-2mx-4y m2-28=0内,动直线AB过点P且交圆C于A,B两点. 若△ABC的面积的最大值为16,则实数m的取值范围为 [3 2,3 2)∪(3-2,3-2] .
4. (2016年江苏高考第18题)如图1,在平面直角坐标系xOy中,已知以M为圆心的圆x2 y2-12x-14y 60=0及其上的一点A(2,4).
(1)设圆N与x轴相切,与圆M外切,且圆心N在直线x=6上,求圆N的标准方程.
(2)设平行于OA的直线l与圆M相交于B,C两点,且BC=OA,求直线l的方程.
(3)设点T(t,0)满足:存在圆M上的两点P,Q,使得 =,求實数t的取值范围.
解:(1)因为两圆外切,r-7=r 5,所以r=1,圆N的标准方程为(x-6)2 (y-1)2=1.
(2)设平直线l的方程为y=2x b,BC=OA=2,所以圆心M到直线l的距离为=2,解得b=5或b=-15,所以直线l的方程为y=2x 5或y=2x-15.
(3)要使得 =,则四边形ATPQ为平行四边形,PQ=AT∈[4,10],即16≤(t-2)2 42≤100,解得t∈[2-2,2 2].
设计意图:设计高考、模拟考题型的训练,帮助学生及时巩固所学知识,体会考点要求,查漏补缺.
[?] 基于现实,提升核心素养,总结方法经验
数学核心素养的载体是课堂教学与设计,有效提升学生的数学核心素养,关键在于高效的课堂教学和设计.
首先,在高三复习的教学设计时,应当充分重视课本基础题的训练,高考题在设计时往往都是以课本例题为蓝本,以此为基,通过变式训练,依次递增难度,培养学生数学思维能力和探究能力,进而逐步形成“观察→抽象→探究→猜测→论证”的思维习惯,学会用数学的思维去分析社会,思考和解决生活中的问题,有效地提高自身的素养.
其次,有效提升学生的数学核心素养,要求培养学生的科学精神,勤于思考,善于实践,勇于质疑.从问题中来,实事求是,科学地分析问题;到问题中去,拓展思维,用发展的眼光看待问题.还要求培养学生不同角度、不同深度、不同纬度思考问题的思维方式. 因此,教学设计时要注重知识点的相关性,通过题型的转化和化归,把学生分散的、孤立的知识点整合在一起,不但掌握“表面”上的共同点,还要理解“本质”的相互联系,逐步地建立起一套完善的数学体系,有效地提高学生的思维方式.
最后,有效提升学生的数学核心素养,是一个循序渐进、逐步完善的过程. 课堂学习中要以学生为本,围绕学生的所思所想设计课程,并让学生不断地进行反思:①解题中应用了哪些知识点——想相关的知识点;②怎样做出来的——想解题的方法;③为什么这样做——想解题的依据;④有无其他方法——想一题多解,培养求异思维;⑤能否变通一下而变成另一习题——想一题多变,促使思维发散.充分发挥学生自主学习的积极性和主动性,从本质上提高学生的数学素养,让学生能用数学的思维方式观察生活,解决实际问题.