劉勝林
2014年高考雖已悄然離去,但留給我們無(wú)盡的思索.相比前幾屆的高考試題,2014年高考數(shù)學(xué)試題整體難度略有所降低.筆者特別關(guān)注了一下今年的高考解析幾何試題,其試題設(shè)計(jì)的問(wèn)題情境熟悉,問(wèn)題設(shè)置常規(guī),給人一種“似曾相識(shí)燕歸來(lái)”的感覺(jué),但若真正動(dòng)筆具體操作起來(lái)時(shí)不時(shí)有些“咔”,一不留神,還會(huì)陷入泥潭,不能自拔.下面邀大家一起從試題設(shè)計(jì)的背景、試題考查的基本數(shù)學(xué)思想、基本技能等角度來(lái)對(duì)2014年高考解析幾何試題進(jìn)行剖析,期望對(duì)2015年高考解析幾何的備考復(fù)習(xí)工作帶來(lái)些啟發(fā)與幫助.1 試題設(shè)計(jì)的背景深刻、內(nèi)涵豐富
高考試題是高考命題專(zhuān)家、一線優(yōu)秀教師團(tuán)隊(duì)經(jīng)過(guò)幾個(gè)月的精心準(zhǔn)備、苦心鉆研命制而成,其試題設(shè)計(jì)的背景常通過(guò)不同的載體來(lái)實(shí)現(xiàn)和依托不同的方式來(lái)呈現(xiàn),常見(jiàn)的有:以課標(biāo)為背景,以往年高考試題為背景,以國(guó)外高考試題為背景,以經(jīng)典的數(shù)學(xué)名題為背景,以重要的數(shù)學(xué)結(jié)論為背景等.許多試題是可進(jìn)行橫、縱向的拓展與延伸,其內(nèi)涵頗為豐富.圖1如(2014年福建高考數(shù)學(xué)理科卷第19題)已知雙曲線E:x2a2-y2b2=1(a>;0,b>;0)的兩條漸近線分別為l1:y=2x,l2:y=-2x.(1)求雙曲線E的離心率;(2)如圖1示,O為坐標(biāo)原點(diǎn),動(dòng)直線l分別交直線l1,l2于A,B兩點(diǎn)(A,B分別在第一、四象限),且△OAB的面積恒為8.試探究:是否存在總與直線l有且只有一個(gè)公共點(diǎn)的雙曲線E?如存在,求出雙曲線E的方程;如不存在,說(shuō)明理由.
本題主要考查雙曲線的幾何性質(zhì),直線與雙曲線位置關(guān)系,其第二問(wèn)是一道開(kāi)放型試題,自主探究是否存在雙曲線E,使得總有動(dòng)直線l與E有且只有一個(gè)交點(diǎn),且S△OAB恒為8.通過(guò)探究最終求得雙曲線E:x24-y216=1,深入挖掘可以發(fā)現(xiàn),該問(wèn)的設(shè)置是在雙曲線如下一個(gè)重要幾何性質(zhì)下孕育而生的.性質(zhì):過(guò)雙曲線x2a2-y2b2=1(a>;0,b>;0)上任意一點(diǎn)作其切線,則切線與雙曲線兩漸近線所圍成的三角形的面積恒為ab.利用上述性質(zhì)易知ab=8,又ba=2,從而得a2=4,b2=16,即得雙曲線E的方程為x24-y216=1.至此可以發(fā)現(xiàn),在該問(wèn)題的求解過(guò)程中,若能理解并掌握雙曲線的這一重要結(jié)論,進(jìn)而就可洞察出試題的設(shè)計(jì)背景,站在一個(gè)高觀點(diǎn)下審視此題,繼而問(wèn)題求解起來(lái)就會(huì)游刃有余.2 試題考查的數(shù)學(xué)思想鮮明
所謂解析幾何即是通過(guò)將平面中的點(diǎn)坐標(biāo)化,繼而利用數(shù)量關(guān)系來(lái)刻畫(huà)平面中的直線、曲線及其幾何關(guān)系,進(jìn)而將幾何問(wèn)題轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的代數(shù)問(wèn)題,并最終通過(guò)純粹的代數(shù)運(yùn)算來(lái)解決平面幾何問(wèn)題.因此解析幾何問(wèn)題的求解常常會(huì)滲透函數(shù)與方程、不等式等重要的數(shù)學(xué)思想.圖2如(2014年遼寧高考數(shù)學(xué)理科卷第20題):圓x2+y2=4的切線與x軸正半軸,y軸正半軸圍成一個(gè)三角形,當(dāng)該三角形面積最小時(shí),切點(diǎn)為P(如圖2).雙曲線C1:x2a2-y2b2=1過(guò)點(diǎn)P且離心率為3.(Ⅰ)求C1的方程;(Ⅱ)橢圓C2過(guò)點(diǎn)P且與C1有相同的焦點(diǎn),直線l過(guò)C2的右焦點(diǎn)且與C2交于A,B兩點(diǎn).若以線段AB為直徑的圓過(guò)點(diǎn)P,求l的方程.
本題第一問(wèn)要求雙曲線C1的方程,需先求出切點(diǎn)P的坐標(biāo).利用圓的切線及直角三角形的性質(zhì),借助重要均值不等式OP2=PD·PE≤PD+PE22(當(dāng)且僅當(dāng)PD=PE時(shí)取“=”號(hào)),可得當(dāng)點(diǎn)P為DE中點(diǎn),即Rt△DOE為等腰Rt△時(shí),S△DOE最小,從而可得P(2,2),于是利用P在雙曲線C1上及e=3來(lái)建立關(guān)于參數(shù)a,b的方程組進(jìn)行求解即可得到雙曲線C1的方程.而本題第二問(wèn)是解析幾何中一道很典型的求某一參數(shù)取值的問(wèn)題,待定系數(shù)法,設(shè)直線l的方程為y=k(x-3),A(x1,y1),B(x2,y2),而后利用題目條件所給等量關(guān)系(或利用平面幾何圖形的幾何性質(zhì)去分析挖掘題設(shè)條件背后所隱含的等量關(guān)系)來(lái)建立關(guān)于參數(shù)k的方程,最后通過(guò)解方程組來(lái)求其參數(shù)k.在這里主要是利用以線段AB為直徑的圓過(guò)點(diǎn)P的幾何性質(zhì)得∠APB=90°,從而PA·PB=0,即(2-x1)(2-x2)+(2-y1)(2-y2)=0.又點(diǎn)A,B均在直線l上,從而利用直線l的方程,可將參數(shù)x1,x2,y1,y2統(tǒng)一為僅含參數(shù)x1,x2的等式,即4+26k+3k2-(2+2k+3k2)(x1+x2)+(1+k2)x1x2=0①,最后利用直線與橢圓相交的代數(shù)形式,即將直線方程與橢圓方程聯(lián)立,借助韋達(dá)定理利用根與系數(shù)的關(guān)系即可將x1+x2,x1x2用參數(shù)k來(lái)表示,進(jìn)而代入①式得到關(guān)于參數(shù)k的方程,求出k來(lái).
本題的求解,解題思路自然、明確,思維量不大,主要考查了函數(shù)與方程、不等式等重要的代數(shù)思想,對(duì)運(yùn)算求解的能力提出了一定的要求.正因如此,使得絕大部分考生拿到考題都倍感“親切”,但真正做起來(lái)又跌跌撞撞,這正體現(xiàn)了高考的人文關(guān)懷及以“能力為宗旨”的命題理念,突出了高考試題的選拔功能.
解析幾何作為幾何學(xué)的一個(gè)重要組成部分,數(shù)形結(jié)合思想也是高考試題的一個(gè)重要考查.借助圖形的直觀、形象來(lái)分析、挖掘潛藏在題設(shè)條件背后的有用信息,可有效地避開(kāi)思維的盲點(diǎn)、漏洞,快速找準(zhǔn)問(wèn)題的著眼點(diǎn),形成解題思路.當(dāng)然“形”的直觀還需“數(shù)”的輔助,這樣“形”才能更入微.正如著名的數(shù)學(xué)家華羅庚所言“數(shù)缺形時(shí)不直觀,形無(wú)數(shù)時(shí)難入微,數(shù)形結(jié)合百般好,隔裂分家萬(wàn)事休”.如(2014年湖北高考理科卷第21題)在平面直角坐標(biāo)系xOy中,點(diǎn)M到點(diǎn)F(1,0)的距離比它到y(tǒng)軸的距離多1.記點(diǎn)M的軌跡為C.(Ⅰ)求軌跡C的方程;(Ⅱ)設(shè)斜率為k的直線l過(guò)定點(diǎn)P(-2,1),求直線l與軌跡C恰好有一個(gè)公共點(diǎn)、兩個(gè)公共點(diǎn)、三個(gè)公共點(diǎn)時(shí)k的相應(yīng)取值范圍.
本題第一問(wèn)求得軌跡C的方程為y2=4x,x≥0,
0,x<;0,在第二問(wèn)的求解過(guò)程中,若僅從方程組解的個(gè)數(shù)角度去代數(shù)分析求解,一不留神就會(huì)陷入“山窮水盡疑無(wú)路”的局面,但若依題意作其示意圖,以形助數(shù),借助圖形的直觀性來(lái)分析求解,將會(huì)“豁然開(kāi)朗”,“柳暗花明”.如圖3示,圖3當(dāng)過(guò)點(diǎn)P的直線l位于直線l1,l4及直線l2~l3之間(不包括直線l3)時(shí),直線l與軌跡C恰有兩個(gè)公共點(diǎn);當(dāng)直線l位于直線l3及l(fā)4~l1之間(直線l4逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)到l1,且不包括直線l1、l4)時(shí),直線l與軌跡C恰有一個(gè)公共點(diǎn);當(dāng)直線l位于直線l1~l2之間(不包括直線l1、l2)及直線l3~l4之間(不包括直線l3、l4)時(shí),直線l與軌跡C恰有三個(gè)公共點(diǎn),其中直線l1、l4過(guò)點(diǎn)P且與曲線y2=4x相切.設(shè)直線l的方程為y-1=k(x+2)(k≠0),聯(lián)立直線與拋物線方程y-1=k(x+2),
y2=4x,消去x得ky2-4y+4(1+2k)=0,從而Δ=0,得k=12或-1,從而由圖可知kl1=-1,kl4=12.又kl2=-12,kl3=0,所以當(dāng)k∈(-∞,-1)∪12,+∞∪{0}時(shí),直線l與軌跡C恰有一個(gè)公共點(diǎn);當(dāng)k∈-12,0∪-1,12時(shí),直線l與軌跡C恰有兩個(gè)公共點(diǎn);當(dāng)k∈(-1,-12)∪(0,12)時(shí),直線l與軌跡C恰有三個(gè)公共點(diǎn).
利用圖形的直觀性,數(shù)形結(jié)合分析求解,整個(gè)過(guò)程行云流水,簡(jiǎn)捷而又實(shí)效,充分體現(xiàn)了數(shù)形結(jié)合思想在試題求解中的作用.3 運(yùn)算中突出技巧,樸實(shí)中彰顯能力
解析幾何的顯著特征就是幾何問(wèn)題代數(shù)化,因此代數(shù)運(yùn)算的復(fù)雜性,過(guò)大的運(yùn)算量就成了解析幾何問(wèn)題求解的攔路虎,時(shí)常困擾著廣大考生.如何去突破解析幾何試題運(yùn)算求解中的繁瑣性,克服冗長(zhǎng)的運(yùn)算而帶來(lái)的心理壓力?除了要求考生其有過(guò)硬的運(yùn)算求解能力外,必要的運(yùn)算化簡(jiǎn)技巧、合理的引進(jìn)設(shè)置參數(shù)、適當(dāng)?shù)乇硎镜攘筷P(guān)系、合理的消參可使運(yùn)算求解更加簡(jiǎn)約,解題過(guò)程更優(yōu)化,進(jìn)而大大提高解題的效率.如(2014年北京高考數(shù)學(xué)理科卷第19題)已知橢圓C:x2+2y2=4. (Ⅰ)求橢圓C的離心率;(Ⅱ)設(shè)O為原點(diǎn),若點(diǎn)A在橢圓C上,點(diǎn)B在直線y=2上,且OA⊥OB,試判斷直線AB與圓x2+y2=2的位置關(guān)系,并證明你的結(jié)論.
本題第一問(wèn)得e=22;第二問(wèn)要判斷直線AB與圓x2+y2=2的位置關(guān)系,由圓的性質(zhì)知,只需比較圓心O到直線AB的距離d與半徑r=2間的大小關(guān)系,為此需先求其直線AB的方程.基于OA⊥OB,因此可設(shè)直線OA的方程為y=kx(k≠0),從而直線OB的方程為y=-1kx,于是聯(lián)立直線OA與橢圓方程即可求其A點(diǎn)坐標(biāo)(顯然點(diǎn)A坐標(biāo)可用參數(shù)k來(lái)表示),同理聯(lián)立直線OB與方程y=2可求其B點(diǎn)坐標(biāo),從而利用A、B兩點(diǎn)坐標(biāo)即可將直線AB的方程用參數(shù)k來(lái)表示,最后利用點(diǎn)到直線的距離公式求其d,并比較d與r=2的大小.該做法理論上是很合情合理的,但真正具體運(yùn)算起來(lái)其過(guò)程極其繁瑣,原因在于聯(lián)立直線OA與橢圓方程求其A點(diǎn)坐標(biāo)時(shí),雖點(diǎn)A坐標(biāo)可以用參數(shù)k來(lái)表示,但含有根式,這將為下面直線AB方程的表示及點(diǎn)到直線的距離d的求解帶來(lái)極大的麻煩,以致整個(gè)問(wèn)題的求解陷入僵局.然而倘若此處利用“設(shè)而不求”的解幾思想,設(shè)A(x0,y0),B(t,2),利用OA⊥OB及點(diǎn)A在橢圓上來(lái)建立關(guān)于參數(shù)x0,y0,t的等量關(guān)系式,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)參數(shù)間的統(tǒng)一,即用參數(shù)x0來(lái)表示參數(shù)y0,t,而后利用點(diǎn)到直線的距離公式求出d(用參數(shù)x0來(lái)表示),最后比較d與半徑r=2的大小,整個(gè)問(wèn)題的求解雖有復(fù)雜性,但相對(duì)于上述解法可操作性會(huì)更強(qiáng),運(yùn)算更簡(jiǎn)捷,解題過(guò)程更優(yōu)化.具體步驟如下:設(shè)A(x0,y0),B(t,2),因?yàn)镺A⊥OB,所以O(shè)A·OB=0,即tx0+2y0=0.又kAB=2-y0t-x0,從而直線的方程為y-2=2-y0t-x0(x-t),即(2-y0)x-(t-x0)y-2x0+ty0=0,從而點(diǎn)O到直線AB的距離d=ty0-2x0(2-y0)2+(t-x0)2.由tx0+2y0=0知t=-2y0x0,所以d=2x20+y20x20+4.又點(diǎn)A在橢圓C上,所以x20+2y20=4,得y20=2-x202,從而d=2=r,故直線AB與圓x2+y2=2相切.
該做法除參數(shù)的合理設(shè)置外,適時(shí)的消參是關(guān)鍵,也是難點(diǎn),樸實(shí)之處充分考查了考生的數(shù)學(xué)能力及數(shù)學(xué)素養(yǎng),同時(shí)也折射出了高考命題者的智慧.
通過(guò)上述對(duì)2014年高考解析幾何試題的透析,不難發(fā)現(xiàn),試題的設(shè)置樸實(shí)之中孕育著基礎(chǔ),常規(guī)之中彰顯能力.作為全國(guó)范圍內(nèi)的選拔性考試——高考,其題目的設(shè)計(jì)是在立足課本的基礎(chǔ)上,依照考綱由課本例習(xí)題經(jīng)過(guò)改編、引申、嫁接、創(chuàng)新而來(lái),是在立足雙基的基礎(chǔ)上強(qiáng)化能力的考查,具有較強(qiáng)的甄別功能.而作為高考試題的改革,其力度是穩(wěn)中求進(jìn)、難度適宜,逐步深入的.現(xiàn)結(jié)合2014年高考解析幾何試題的整體特征,對(duì)2015年高考復(fù)習(xí)備考提出以下幾點(diǎn)建議,僅作參考.
1.夯實(shí)雙基,強(qiáng)化能力
高考試題的設(shè)計(jì)宗旨是著重于基礎(chǔ)知識(shí)、基本數(shù)學(xué)思想方法、技能的考查,進(jìn)而深化對(duì)考生自身數(shù)學(xué)能力及素養(yǎng)的考查.因此在高考解析幾何的復(fù)習(xí)中,一定要依綱靠本,注重基礎(chǔ)知識(shí)、基本思想方法、基本技能的學(xué)習(xí)與鞏固(如各類(lèi)不同圓錐曲線的幾何性質(zhì)、曲線上點(diǎn)坐標(biāo)的合理設(shè)置、待定系數(shù)法的合理使用,定值、定點(diǎn)問(wèn)題的常見(jiàn)處理策略等),與之同時(shí),廣大教師還應(yīng)有意識(shí)地不斷去鍛煉與提高學(xué)生的各項(xiàng)數(shù)學(xué)能力與數(shù)學(xué)素養(yǎng)(如運(yùn)算求解能力、轉(zhuǎn)化與化歸能力、分析處理問(wèn)題的能力等).
2.注重?cái)?shù)學(xué)思想在解析幾何學(xué)習(xí)中的滲透
解析幾何的顯著特征是將幾何問(wèn)題轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的代數(shù)問(wèn)題來(lái)運(yùn)算求解,因此在復(fù)習(xí)過(guò)程中,要注意一些常見(jiàn)的代數(shù)思想在解析幾何中的滲透(如方程與函數(shù)思想、不等式思想、分類(lèi)討論會(huì)思想等),這樣有助于我們更好地把握幾何問(wèn)題的代數(shù)本質(zhì).當(dāng)然,數(shù)形結(jié)合思想在解析幾何中的滲透也不可小視,它可使抽象的問(wèn)題、隱含的條件更加直觀、顯突,進(jìn)而使得我們更好找準(zhǔn)思維的起點(diǎn),尋求突破.
3.加強(qiáng)解析幾何中重要結(jié)論、公式的學(xué)習(xí)與提煉
高考試題是命題專(zhuān)家們潛心鉆研、精雕細(xì)琢而成.許多試題可作進(jìn)一步的延伸、拓展與變式,其試題的背后往往蘊(yùn)藏著豐富的內(nèi)涵,試題的設(shè)置常常是在一些重要結(jié)論的背景下來(lái)命制而成.因此在日常的高考復(fù)習(xí)備考中,廣大師生需有意識(shí)地提煉與總結(jié)潛藏在一些試題中的重要結(jié)論與性質(zhì),這樣可使我們與命題者站在同一思維高度,高觀點(diǎn)下審視高考試題,進(jìn)而更好地把握問(wèn)題的內(nèi)在本質(zhì),切中問(wèn)題要害,使得問(wèn)題求解起來(lái)快捷而又高效.
y2=4x,消去x得ky2-4y+4(1+2k)=0,從而Δ=0,得k=12或-1,從而由圖可知kl1=-1,kl4=12.又kl2=-12,kl3=0,所以當(dāng)k∈(-∞,-1)∪12,+∞∪{0}時(shí),直線l與軌跡C恰有一個(gè)公共點(diǎn);當(dāng)k∈-12,0∪-1,12時(shí),直線l與軌跡C恰有兩個(gè)公共點(diǎn);當(dāng)k∈(-1,-12)∪(0,12)時(shí),直線l與軌跡C恰有三個(gè)公共點(diǎn).
利用圖形的直觀性,數(shù)形結(jié)合分析求解,整個(gè)過(guò)程行云流水,簡(jiǎn)捷而又實(shí)效,充分體現(xiàn)了數(shù)形結(jié)合思想在試題求解中的作用.3 運(yùn)算中突出技巧,樸實(shí)中彰顯能力
解析幾何的顯著特征就是幾何問(wèn)題代數(shù)化,因此代數(shù)運(yùn)算的復(fù)雜性,過(guò)大的運(yùn)算量就成了解析幾何問(wèn)題求解的攔路虎,時(shí)常困擾著廣大考生.如何去突破解析幾何試題運(yùn)算求解中的繁瑣性,克服冗長(zhǎng)的運(yùn)算而帶來(lái)的心理壓力?除了要求考生其有過(guò)硬的運(yùn)算求解能力外,必要的運(yùn)算化簡(jiǎn)技巧、合理的引進(jìn)設(shè)置參數(shù)、適當(dāng)?shù)乇硎镜攘筷P(guān)系、合理的消參可使運(yùn)算求解更加簡(jiǎn)約,解題過(guò)程更優(yōu)化,進(jìn)而大大提高解題的效率.如(2014年北京高考數(shù)學(xué)理科卷第19題)已知橢圓C:x2+2y2=4. (Ⅰ)求橢圓C的離心率;(Ⅱ)設(shè)O為原點(diǎn),若點(diǎn)A在橢圓C上,點(diǎn)B在直線y=2上,且OA⊥OB,試判斷直線AB與圓x2+y2=2的位置關(guān)系,并證明你的結(jié)論.
本題第一問(wèn)得e=22;第二問(wèn)要判斷直線AB與圓x2+y2=2的位置關(guān)系,由圓的性質(zhì)知,只需比較圓心O到直線AB的距離d與半徑r=2間的大小關(guān)系,為此需先求其直線AB的方程.基于OA⊥OB,因此可設(shè)直線OA的方程為y=kx(k≠0),從而直線OB的方程為y=-1kx,于是聯(lián)立直線OA與橢圓方程即可求其A點(diǎn)坐標(biāo)(顯然點(diǎn)A坐標(biāo)可用參數(shù)k來(lái)表示),同理聯(lián)立直線OB與方程y=2可求其B點(diǎn)坐標(biāo),從而利用A、B兩點(diǎn)坐標(biāo)即可將直線AB的方程用參數(shù)k來(lái)表示,最后利用點(diǎn)到直線的距離公式求其d,并比較d與r=2的大小.該做法理論上是很合情合理的,但真正具體運(yùn)算起來(lái)其過(guò)程極其繁瑣,原因在于聯(lián)立直線OA與橢圓方程求其A點(diǎn)坐標(biāo)時(shí),雖點(diǎn)A坐標(biāo)可以用參數(shù)k來(lái)表示,但含有根式,這將為下面直線AB方程的表示及點(diǎn)到直線的距離d的求解帶來(lái)極大的麻煩,以致整個(gè)問(wèn)題的求解陷入僵局.然而倘若此處利用“設(shè)而不求”的解幾思想,設(shè)A(x0,y0),B(t,2),利用OA⊥OB及點(diǎn)A在橢圓上來(lái)建立關(guān)于參數(shù)x0,y0,t的等量關(guān)系式,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)參數(shù)間的統(tǒng)一,即用參數(shù)x0來(lái)表示參數(shù)y0,t,而后利用點(diǎn)到直線的距離公式求出d(用參數(shù)x0來(lái)表示),最后比較d與半徑r=2的大小,整個(gè)問(wèn)題的求解雖有復(fù)雜性,但相對(duì)于上述解法可操作性會(huì)更強(qiáng),運(yùn)算更簡(jiǎn)捷,解題過(guò)程更優(yōu)化.具體步驟如下:設(shè)A(x0,y0),B(t,2),因?yàn)镺A⊥OB,所以O(shè)A·OB=0,即tx0+2y0=0.又kAB=2-y0t-x0,從而直線的方程為y-2=2-y0t-x0(x-t),即(2-y0)x-(t-x0)y-2x0+ty0=0,從而點(diǎn)O到直線AB的距離d=ty0-2x0(2-y0)2+(t-x0)2.由tx0+2y0=0知t=-2y0x0,所以d=2x20+y20x20+4.又點(diǎn)A在橢圓C上,所以x20+2y20=4,得y20=2-x202,從而d=2=r,故直線AB與圓x2+y2=2相切.
該做法除參數(shù)的合理設(shè)置外,適時(shí)的消參是關(guān)鍵,也是難點(diǎn),樸實(shí)之處充分考查了考生的數(shù)學(xué)能力及數(shù)學(xué)素養(yǎng),同時(shí)也折射出了高考命題者的智慧.
通過(guò)上述對(duì)2014年高考解析幾何試題的透析,不難發(fā)現(xiàn),試題的設(shè)置樸實(shí)之中孕育著基礎(chǔ),常規(guī)之中彰顯能力.作為全國(guó)范圍內(nèi)的選拔性考試——高考,其題目的設(shè)計(jì)是在立足課本的基礎(chǔ)上,依照考綱由課本例習(xí)題經(jīng)過(guò)改編、引申、嫁接、創(chuàng)新而來(lái),是在立足雙基的基礎(chǔ)上強(qiáng)化能力的考查,具有較強(qiáng)的甄別功能.而作為高考試題的改革,其力度是穩(wěn)中求進(jìn)、難度適宜,逐步深入的.現(xiàn)結(jié)合2014年高考解析幾何試題的整體特征,對(duì)2015年高考復(fù)習(xí)備考提出以下幾點(diǎn)建議,僅作參考.
1.夯實(shí)雙基,強(qiáng)化能力
高考試題的設(shè)計(jì)宗旨是著重于基礎(chǔ)知識(shí)、基本數(shù)學(xué)思想方法、技能的考查,進(jìn)而深化對(duì)考生自身數(shù)學(xué)能力及素養(yǎng)的考查.因此在高考解析幾何的復(fù)習(xí)中,一定要依綱靠本,注重基礎(chǔ)知識(shí)、基本思想方法、基本技能的學(xué)習(xí)與鞏固(如各類(lèi)不同圓錐曲線的幾何性質(zhì)、曲線上點(diǎn)坐標(biāo)的合理設(shè)置、待定系數(shù)法的合理使用,定值、定點(diǎn)問(wèn)題的常見(jiàn)處理策略等),與之同時(shí),廣大教師還應(yīng)有意識(shí)地不斷去鍛煉與提高學(xué)生的各項(xiàng)數(shù)學(xué)能力與數(shù)學(xué)素養(yǎng)(如運(yùn)算求解能力、轉(zhuǎn)化與化歸能力、分析處理問(wèn)題的能力等).
2.注重?cái)?shù)學(xué)思想在解析幾何學(xué)習(xí)中的滲透
解析幾何的顯著特征是將幾何問(wèn)題轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的代數(shù)問(wèn)題來(lái)運(yùn)算求解,因此在復(fù)習(xí)過(guò)程中,要注意一些常見(jiàn)的代數(shù)思想在解析幾何中的滲透(如方程與函數(shù)思想、不等式思想、分類(lèi)討論會(huì)思想等),這樣有助于我們更好地把握幾何問(wèn)題的代數(shù)本質(zhì).當(dāng)然,數(shù)形結(jié)合思想在解析幾何中的滲透也不可小視,它可使抽象的問(wèn)題、隱含的條件更加直觀、顯突,進(jìn)而使得我們更好找準(zhǔn)思維的起點(diǎn),尋求突破.
3.加強(qiáng)解析幾何中重要結(jié)論、公式的學(xué)習(xí)與提煉
高考試題是命題專(zhuān)家們潛心鉆研、精雕細(xì)琢而成.許多試題可作進(jìn)一步的延伸、拓展與變式,其試題的背后往往蘊(yùn)藏著豐富的內(nèi)涵,試題的設(shè)置常常是在一些重要結(jié)論的背景下來(lái)命制而成.因此在日常的高考復(fù)習(xí)備考中,廣大師生需有意識(shí)地提煉與總結(jié)潛藏在一些試題中的重要結(jié)論與性質(zhì),這樣可使我們與命題者站在同一思維高度,高觀點(diǎn)下審視高考試題,進(jìn)而更好地把握問(wèn)題的內(nèi)在本質(zhì),切中問(wèn)題要害,使得問(wèn)題求解起來(lái)快捷而又高效.
y2=4x,消去x得ky2-4y+4(1+2k)=0,從而Δ=0,得k=12或-1,從而由圖可知kl1=-1,kl4=12.又kl2=-12,kl3=0,所以當(dāng)k∈(-∞,-1)∪12,+∞∪{0}時(shí),直線l與軌跡C恰有一個(gè)公共點(diǎn);當(dāng)k∈-12,0∪-1,12時(shí),直線l與軌跡C恰有兩個(gè)公共點(diǎn);當(dāng)k∈(-1,-12)∪(0,12)時(shí),直線l與軌跡C恰有三個(gè)公共點(diǎn).
利用圖形的直觀性,數(shù)形結(jié)合分析求解,整個(gè)過(guò)程行云流水,簡(jiǎn)捷而又實(shí)效,充分體現(xiàn)了數(shù)形結(jié)合思想在試題求解中的作用.3 運(yùn)算中突出技巧,樸實(shí)中彰顯能力
解析幾何的顯著特征就是幾何問(wèn)題代數(shù)化,因此代數(shù)運(yùn)算的復(fù)雜性,過(guò)大的運(yùn)算量就成了解析幾何問(wèn)題求解的攔路虎,時(shí)常困擾著廣大考生.如何去突破解析幾何試題運(yùn)算求解中的繁瑣性,克服冗長(zhǎng)的運(yùn)算而帶來(lái)的心理壓力?除了要求考生其有過(guò)硬的運(yùn)算求解能力外,必要的運(yùn)算化簡(jiǎn)技巧、合理的引進(jìn)設(shè)置參數(shù)、適當(dāng)?shù)乇硎镜攘筷P(guān)系、合理的消參可使運(yùn)算求解更加簡(jiǎn)約,解題過(guò)程更優(yōu)化,進(jìn)而大大提高解題的效率.如(2014年北京高考數(shù)學(xué)理科卷第19題)已知橢圓C:x2+2y2=4. (Ⅰ)求橢圓C的離心率;(Ⅱ)設(shè)O為原點(diǎn),若點(diǎn)A在橢圓C上,點(diǎn)B在直線y=2上,且OA⊥OB,試判斷直線AB與圓x2+y2=2的位置關(guān)系,并證明你的結(jié)論.
本題第一問(wèn)得e=22;第二問(wèn)要判斷直線AB與圓x2+y2=2的位置關(guān)系,由圓的性質(zhì)知,只需比較圓心O到直線AB的距離d與半徑r=2間的大小關(guān)系,為此需先求其直線AB的方程.基于OA⊥OB,因此可設(shè)直線OA的方程為y=kx(k≠0),從而直線OB的方程為y=-1kx,于是聯(lián)立直線OA與橢圓方程即可求其A點(diǎn)坐標(biāo)(顯然點(diǎn)A坐標(biāo)可用參數(shù)k來(lái)表示),同理聯(lián)立直線OB與方程y=2可求其B點(diǎn)坐標(biāo),從而利用A、B兩點(diǎn)坐標(biāo)即可將直線AB的方程用參數(shù)k來(lái)表示,最后利用點(diǎn)到直線的距離公式求其d,并比較d與r=2的大小.該做法理論上是很合情合理的,但真正具體運(yùn)算起來(lái)其過(guò)程極其繁瑣,原因在于聯(lián)立直線OA與橢圓方程求其A點(diǎn)坐標(biāo)時(shí),雖點(diǎn)A坐標(biāo)可以用參數(shù)k來(lái)表示,但含有根式,這將為下面直線AB方程的表示及點(diǎn)到直線的距離d的求解帶來(lái)極大的麻煩,以致整個(gè)問(wèn)題的求解陷入僵局.然而倘若此處利用“設(shè)而不求”的解幾思想,設(shè)A(x0,y0),B(t,2),利用OA⊥OB及點(diǎn)A在橢圓上來(lái)建立關(guān)于參數(shù)x0,y0,t的等量關(guān)系式,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)參數(shù)間的統(tǒng)一,即用參數(shù)x0來(lái)表示參數(shù)y0,t,而后利用點(diǎn)到直線的距離公式求出d(用參數(shù)x0來(lái)表示),最后比較d與半徑r=2的大小,整個(gè)問(wèn)題的求解雖有復(fù)雜性,但相對(duì)于上述解法可操作性會(huì)更強(qiáng),運(yùn)算更簡(jiǎn)捷,解題過(guò)程更優(yōu)化.具體步驟如下:設(shè)A(x0,y0),B(t,2),因?yàn)镺A⊥OB,所以O(shè)A·OB=0,即tx0+2y0=0.又kAB=2-y0t-x0,從而直線的方程為y-2=2-y0t-x0(x-t),即(2-y0)x-(t-x0)y-2x0+ty0=0,從而點(diǎn)O到直線AB的距離d=ty0-2x0(2-y0)2+(t-x0)2.由tx0+2y0=0知t=-2y0x0,所以d=2x20+y20x20+4.又點(diǎn)A在橢圓C上,所以x20+2y20=4,得y20=2-x202,從而d=2=r,故直線AB與圓x2+y2=2相切.
該做法除參數(shù)的合理設(shè)置外,適時(shí)的消參是關(guān)鍵,也是難點(diǎn),樸實(shí)之處充分考查了考生的數(shù)學(xué)能力及數(shù)學(xué)素養(yǎng),同時(shí)也折射出了高考命題者的智慧.
通過(guò)上述對(duì)2014年高考解析幾何試題的透析,不難發(fā)現(xiàn),試題的設(shè)置樸實(shí)之中孕育著基礎(chǔ),常規(guī)之中彰顯能力.作為全國(guó)范圍內(nèi)的選拔性考試——高考,其題目的設(shè)計(jì)是在立足課本的基礎(chǔ)上,依照考綱由課本例習(xí)題經(jīng)過(guò)改編、引申、嫁接、創(chuàng)新而來(lái),是在立足雙基的基礎(chǔ)上強(qiáng)化能力的考查,具有較強(qiáng)的甄別功能.而作為高考試題的改革,其力度是穩(wěn)中求進(jìn)、難度適宜,逐步深入的.現(xiàn)結(jié)合2014年高考解析幾何試題的整體特征,對(duì)2015年高考復(fù)習(xí)備考提出以下幾點(diǎn)建議,僅作參考.
1.夯實(shí)雙基,強(qiáng)化能力
高考試題的設(shè)計(jì)宗旨是著重于基礎(chǔ)知識(shí)、基本數(shù)學(xué)思想方法、技能的考查,進(jìn)而深化對(duì)考生自身數(shù)學(xué)能力及素養(yǎng)的考查.因此在高考解析幾何的復(fù)習(xí)中,一定要依綱靠本,注重基礎(chǔ)知識(shí)、基本思想方法、基本技能的學(xué)習(xí)與鞏固(如各類(lèi)不同圓錐曲線的幾何性質(zhì)、曲線上點(diǎn)坐標(biāo)的合理設(shè)置、待定系數(shù)法的合理使用,定值、定點(diǎn)問(wèn)題的常見(jiàn)處理策略等),與之同時(shí),廣大教師還應(yīng)有意識(shí)地不斷去鍛煉與提高學(xué)生的各項(xiàng)數(shù)學(xué)能力與數(shù)學(xué)素養(yǎng)(如運(yùn)算求解能力、轉(zhuǎn)化與化歸能力、分析處理問(wèn)題的能力等).
2.注重?cái)?shù)學(xué)思想在解析幾何學(xué)習(xí)中的滲透
解析幾何的顯著特征是將幾何問(wèn)題轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的代數(shù)問(wèn)題來(lái)運(yùn)算求解,因此在復(fù)習(xí)過(guò)程中,要注意一些常見(jiàn)的代數(shù)思想在解析幾何中的滲透(如方程與函數(shù)思想、不等式思想、分類(lèi)討論會(huì)思想等),這樣有助于我們更好地把握幾何問(wèn)題的代數(shù)本質(zhì).當(dāng)然,數(shù)形結(jié)合思想在解析幾何中的滲透也不可小視,它可使抽象的問(wèn)題、隱含的條件更加直觀、顯突,進(jìn)而使得我們更好找準(zhǔn)思維的起點(diǎn),尋求突破.
3.加強(qiáng)解析幾何中重要結(jié)論、公式的學(xué)習(xí)與提煉
高考試題是命題專(zhuān)家們潛心鉆研、精雕細(xì)琢而成.許多試題可作進(jìn)一步的延伸、拓展與變式,其試題的背后往往蘊(yùn)藏著豐富的內(nèi)涵,試題的設(shè)置常常是在一些重要結(jié)論的背景下來(lái)命制而成.因此在日常的高考復(fù)習(xí)備考中,廣大師生需有意識(shí)地提煉與總結(jié)潛藏在一些試題中的重要結(jié)論與性質(zhì),這樣可使我們與命題者站在同一思維高度,高觀點(diǎn)下審視高考試題,進(jìn)而更好地把握問(wèn)題的內(nèi)在本質(zhì),切中問(wèn)題要害,使得問(wèn)題求解起來(lái)快捷而又高效.