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直线交圆锥曲线就会在曲线内形成弦,在曲线上产生两个交点。这一弦,两点就构成了命题的基础元素:有弦可以涉及到弦長,有点必要研究坐标。若再和其他的一些特殊点结合在一起,形成一些特殊关系,题型就会进一步复杂化,对学生分析问题,解决问题的能力层次要求较高,运算能力要求强。学生在解答时,往往表现为无从下手或者半途而废。
结合多年的教学实践,笔者认为解决直线与圆锥曲线的问题可以采用以下策略:
一、通观全局,局部入手,找准切入点解析几何是用代数的方法来研究几何问题的一门学科,因此正确,精准地找出题目中所蕴含的几何特征是解决这类问题的先决条件。高三第一轮复习时,我都会问学生同一个问题:“在直线与圆锥曲线的相交问题中,关键的几何特征是什么?”每次得到的回答几乎是惊人的一致:“直线与曲线有两个交点呗!”我笑而不答,却出示了下列这一题组。
已知过点 的直线 与椭圆 交于两点
设A ,若 ,求直线 的斜率
B是椭圆的右顶点,且 的角平分线是 轴,求直线 的斜率
以线段 为邻边做平行四边形 ,其中顶点 在椭圆 上, 为坐标原点,求 到直线 距离的最小值
若以 为直径的圆过原点,求直线 的斜率
点 为直线 与该椭圆在第一象限的交点,平行于 的直线 交椭圆于 两点,求证:直线 与 轴始终围成一个等腰三角形
该例题以直线 与椭圆交于两点作为公共条件,但在此条件下,却展现了五种不同的问题情境。读完此题组,同学们顿悟:直线 与椭圆交于两点只是这一类问题的背景,而直线或交点与一些特殊点结合在一起,继而形成的那些特殊关系才是问题所要呈现的真正的几何特征。将其表述出来,即为
(1) (2) 的角平分线是 轴(3)以线段 为邻边做平行四边形 ,其中顶点 在椭圆 上(4)以 为直径的圆过原点(5)直线 与 轴始终围成一个等腰三角形,这样的阅读,寻找和表述,使同学们通观全局将直线 及其两个交点纳入题目整体的范围;又将它们和其他关键要素进行整合,局部入手,找寻在相交背景之下,每一题所呈现出的特殊几何特征。为成功解决问题找准了切入点。
二、、由表及里,把握本质,适当转化
不少学生在找到了几何特征后,都迫不及待地要将该几何特征转化成代数关系了。但当他们用代数关系表示出第(1)小题的几何特征后,却一筹莫展了。究其原因,是由于学生直接从 入手,想用两点间距离公式将其转化成关于斜率 的方程。联立方程后所得的交点坐标为 , 。此时。很多学生都停下了笔,因为他们已经从 的值上预见了此方程的复杂性,觉得自己没有能力再解到底了
从学生的解法中可以看出,使他们半途而废的症结所在,是直接将几何条件 用代数关系来表示。事实上要将有关交点坐标的等式转化成关于斜率 的方程,不外乎两条路:其一是将直线方程代入二次曲线方程,消元,得到关于 的一元二次方程,然后利用求根公式求解,此法计算量较大 ;其二是构造交点坐标的对称关系式,虽然也要代入,消元,得到一元二次方程,但可利用韦达定理整体代换 ,无需利用求根公式求解,因此运算量要比“法一”低。
解题犹如打仗,不能只是忙于冲锋陷阵,一时的局部胜利并不能说明问题,有时甚至会被局部所纠缠看不清问题的实质所在。就像例题中的条件“ ”就只是浮在问题表面的几何特征而绝非本质特征。因此要想明确该题究竟是利用 “途径一”还是“途径二”解决,就必须由表及里,分析出几何条件的本质特征。为了帮助学生明确这一点,笔者设计了如下表格请学生填写:
几何条件 本质特征 转化成适当的代数关系
通过表格中的三步转化,学生看出,虽然还没有开始解题,但对于利用途径一还是途径二去解决本题,已经做到心中有数。提高了“从现象到本质,抓住事物的本质认识事物”的解题意识。
三、先想后算,适度求解,迈向成功
不少学生在掌握了如何将“几何条件代数化”的方法后,纷纷来找我诉苦:“为什么目标近在咫尺,我们却总是处于看得见,摸不到,总解不到底的尴尬境地?”笔者结合生活实际,和学生分析:围绕目标先想后算,周密计划,讲究排兵布阵,运筹帷幄,方能决胜千里。
为了让学生强化先想后算的解题意识,笔者让学生练习了以下一个例题:
例2:设直线 过点 和椭圆 顺次交于 两点,若 试求 的取值范围
分析:本题中,绝大多数同学不难得到: ,围绕此目标先想后算,计划好求取值范围的两条路线:路线一是构造所求变量关于某个(或某几个)参数的函数关系式。路线二是构造关于所求量的一个不等关系。
从路线一入手:设出直线方程 ,与椭圆方程联立。解之得: ,由对称性:不妨设 ,
解完此题,很多学生都由衷地发出感叹,若没有下笔前的计划部署,他们绝大多数拿到这个问题后的第一想法就是按照线路一去解,这样的想法似乎很顺畅,但对运算的要求比较高,一般的学生没有这个能力解到底。若采用路线2,构造对称式,有韦达定理转由不等式求范围,就可避免上一种解法的繁琐运算。
以上策略的应用,正是帮助学生不再被动的接受题目信息,而是主动地有选择,有序的将陌生信息,通过自身的知识经验转化成所熟识的内容,使学生享受到成功的喜悦。
结合多年的教学实践,笔者认为解决直线与圆锥曲线的问题可以采用以下策略:
一、通观全局,局部入手,找准切入点解析几何是用代数的方法来研究几何问题的一门学科,因此正确,精准地找出题目中所蕴含的几何特征是解决这类问题的先决条件。高三第一轮复习时,我都会问学生同一个问题:“在直线与圆锥曲线的相交问题中,关键的几何特征是什么?”每次得到的回答几乎是惊人的一致:“直线与曲线有两个交点呗!”我笑而不答,却出示了下列这一题组。
已知过点 的直线 与椭圆 交于两点
设A ,若 ,求直线 的斜率
B是椭圆的右顶点,且 的角平分线是 轴,求直线 的斜率
以线段 为邻边做平行四边形 ,其中顶点 在椭圆 上, 为坐标原点,求 到直线 距离的最小值
若以 为直径的圆过原点,求直线 的斜率
点 为直线 与该椭圆在第一象限的交点,平行于 的直线 交椭圆于 两点,求证:直线 与 轴始终围成一个等腰三角形
该例题以直线 与椭圆交于两点作为公共条件,但在此条件下,却展现了五种不同的问题情境。读完此题组,同学们顿悟:直线 与椭圆交于两点只是这一类问题的背景,而直线或交点与一些特殊点结合在一起,继而形成的那些特殊关系才是问题所要呈现的真正的几何特征。将其表述出来,即为
(1) (2) 的角平分线是 轴(3)以线段 为邻边做平行四边形 ,其中顶点 在椭圆 上(4)以 为直径的圆过原点(5)直线 与 轴始终围成一个等腰三角形,这样的阅读,寻找和表述,使同学们通观全局将直线 及其两个交点纳入题目整体的范围;又将它们和其他关键要素进行整合,局部入手,找寻在相交背景之下,每一题所呈现出的特殊几何特征。为成功解决问题找准了切入点。
二、、由表及里,把握本质,适当转化
不少学生在找到了几何特征后,都迫不及待地要将该几何特征转化成代数关系了。但当他们用代数关系表示出第(1)小题的几何特征后,却一筹莫展了。究其原因,是由于学生直接从 入手,想用两点间距离公式将其转化成关于斜率 的方程。联立方程后所得的交点坐标为 , 。此时。很多学生都停下了笔,因为他们已经从 的值上预见了此方程的复杂性,觉得自己没有能力再解到底了
从学生的解法中可以看出,使他们半途而废的症结所在,是直接将几何条件 用代数关系来表示。事实上要将有关交点坐标的等式转化成关于斜率 的方程,不外乎两条路:其一是将直线方程代入二次曲线方程,消元,得到关于 的一元二次方程,然后利用求根公式求解,此法计算量较大 ;其二是构造交点坐标的对称关系式,虽然也要代入,消元,得到一元二次方程,但可利用韦达定理整体代换 ,无需利用求根公式求解,因此运算量要比“法一”低。
解题犹如打仗,不能只是忙于冲锋陷阵,一时的局部胜利并不能说明问题,有时甚至会被局部所纠缠看不清问题的实质所在。就像例题中的条件“ ”就只是浮在问题表面的几何特征而绝非本质特征。因此要想明确该题究竟是利用 “途径一”还是“途径二”解决,就必须由表及里,分析出几何条件的本质特征。为了帮助学生明确这一点,笔者设计了如下表格请学生填写:
几何条件 本质特征 转化成适当的代数关系
通过表格中的三步转化,学生看出,虽然还没有开始解题,但对于利用途径一还是途径二去解决本题,已经做到心中有数。提高了“从现象到本质,抓住事物的本质认识事物”的解题意识。
三、先想后算,适度求解,迈向成功
不少学生在掌握了如何将“几何条件代数化”的方法后,纷纷来找我诉苦:“为什么目标近在咫尺,我们却总是处于看得见,摸不到,总解不到底的尴尬境地?”笔者结合生活实际,和学生分析:围绕目标先想后算,周密计划,讲究排兵布阵,运筹帷幄,方能决胜千里。
为了让学生强化先想后算的解题意识,笔者让学生练习了以下一个例题:
例2:设直线 过点 和椭圆 顺次交于 两点,若 试求 的取值范围
分析:本题中,绝大多数同学不难得到: ,围绕此目标先想后算,计划好求取值范围的两条路线:路线一是构造所求变量关于某个(或某几个)参数的函数关系式。路线二是构造关于所求量的一个不等关系。
从路线一入手:设出直线方程 ,与椭圆方程联立。解之得: ,由对称性:不妨设 ,
解完此题,很多学生都由衷地发出感叹,若没有下笔前的计划部署,他们绝大多数拿到这个问题后的第一想法就是按照线路一去解,这样的想法似乎很顺畅,但对运算的要求比较高,一般的学生没有这个能力解到底。若采用路线2,构造对称式,有韦达定理转由不等式求范围,就可避免上一种解法的繁琐运算。
以上策略的应用,正是帮助学生不再被动的接受题目信息,而是主动地有选择,有序的将陌生信息,通过自身的知识经验转化成所熟识的内容,使学生享受到成功的喜悦。