陸紅艷
【摘 要】解題過后再反思是我們廣大數(shù)學(xué)教師都需要做的一項(xiàng)重要工作,也是學(xué)生所必備的一項(xiàng)基本學(xué)習(xí)技能。根據(jù)所選的典型例題對(duì)于知識(shí)的認(rèn)知過程及“成功之中抓反思”的深刻體會(huì),對(duì)于廣大師生養(yǎng)成良好的自覺反思的習(xí)慣是至關(guān)重要的。
【關(guān)鍵詞】成功;反思;數(shù)學(xué);解法;應(yīng)用
作為一名高中數(shù)學(xué)教師,我們每天都會(huì)解題,每天都會(huì)不斷地進(jìn)行總結(jié),但更多的時(shí)候我們都是解題成功之后就沒有拿更多的時(shí)間去思考一下這道題更多的解題思路,或是自己的這種解法是否更加簡(jiǎn)便,能否具備通用性。下面我就借用對(duì)一道高考題談一下我自己的體會(huì)。
原題如下:
題目:(2013年高考新課標(biāo)卷Ⅱ第11題)設(shè)拋物線C:y=2px(p>0)的焦點(diǎn)為F,點(diǎn)M在C上,MF=5,若以MF為直徑的圓過點(diǎn)(0,2),則C的方程為( )
A.y=4x或y=8x B.y=2x或y=8x
C.y=4x或y=16x D.y=2x或y=16x
我的原來的解法是比較常規(guī)而且較繁瑣,費(fèi)事較多,因此雖然題目解對(duì)了,但我并不滿意,于是我進(jìn)行了認(rèn)真地反思:解得不好的原因是題目中一定有個(gè)重要的隱含條件未被發(fā)掘出來,或某種規(guī)律性的東西未被揭示出來而加以利用所致。
基于這種想法,如下圖所示,我作MF⊥y軸,N為垂足,目的是將題目中的所有數(shù)據(jù)在圖形中標(biāo)注出來,然后進(jìn)行觀察、分析、研究,很快就可以發(fā)現(xiàn):NM+OF=x+=FM這個(gè)重要的隱含條件。即:直角梯形NOFM的上、下兩底邊之和等于斜腰。
聯(lián)想到梯形中位線定理,便知此時(shí)中位線長(zhǎng)為斜腰長(zhǎng)之半。于是得到一個(gè)一般性結(jié)論:如果一個(gè)直角梯形的上、下兩底之和等于斜腰,那么以斜腰為直徑的圓與直角腰相切于直角腰的中點(diǎn)。
回到原題便得已知點(diǎn)(0,2)為ON的中點(diǎn),故可得:y=y=4,x===。
從而產(chǎn)生了第一種解法,姑且把它說成解法一。
能夠在解題中有所發(fā)現(xiàn)而獲得一種較為簡(jiǎn)單的解法,心情是我們廣大高中數(shù)學(xué)教師所不可言喻的。然而在高興之余,但我仍有一些困惑,因?yàn)轭}目的本質(zhì)尚未揭示出來,但我還不能用十分簡(jiǎn)捷的語言概括出此類問題的結(jié)果,這就促使我進(jìn)一步認(rèn)真地在思考、再探索。
于是我把p=2時(shí)p=8時(shí)的兩個(gè)直角梯形都畫出來,如圖所示:
圖中的Q分別在相應(yīng)的準(zhǔn)線上,由于只存在圖中的兩種使得OM=MF=5D的可能性,故問題有且只有兩解。
注意到圖1中的F點(diǎn)恰好是圖2中的P點(diǎn),而圖1中p的點(diǎn)又恰好是圖2中的F點(diǎn),這就說明,x是某個(gè)一元二次方程的兩個(gè)根,又注意到P點(diǎn)也在以MF為直徑的圓上,因此,這個(gè)一元二次方程很容易求出來,因而得到
解法二:由切割線定理OPOF=(ON),即得
和x是一元二次方程 的兩個(gè)根,解
之得: 故=1或=4。故選C答案。
(注:當(dāng)然,也可以將 或 代入拋物線方程而得到8p=16或2p=16,也可選出C答案。)
又在Rt△FPM中FM=5PM=4,故FP=3,則OP=+3或OP=-3,同樣利用切割線定理又可得到
解法三:(+3)=4或(-3)=4。解之取正根,可得:=1或=4。故選C答案。
在難易程度上解法二、揭發(fā)三與解法一相當(dāng),雖然在解法一的基礎(chǔ)上又補(bǔ)充了兩種解法,但我希望的結(jié)果仍未出現(xiàn),只能算是得到了一些“副產(chǎn)品”。不過“副產(chǎn)品”積累多了對(duì)培養(yǎng)思維的靈活性、開闊性還是很有好處的。
前面得到FP=3。另一方面,又有FP=x-或FP=-x,可合并成FP=
-
x,于是又得到
解法四:
-
x=
-(5-
)=P-5=3 p=5-
3=2或p=5+3=8故選C答案。
至此,我忽然看見了希望的曙光,p的值很有可能就是MF與其在x軸上的射影長(zhǎng)差或和。
我立刻由圖1,圖2加以驗(yàn)證,這就是下面的另一種解法
解法五:圖1中p=QM-FP=5-3=2,
圖2中p=QM-FP=FM+FP=5+3=8.故選C答案。
將結(jié)果用三角函數(shù)的形式寫下來,就有
解法六:設(shè)MF與x正方向所成的角為θ,則p=QM-FMcosθ=MF(1-cosθ).
圖1中cosθ=,圖2中cosθ=-.故得:p=5(1-)=2或p=5(1-).故選C答案。
寫到這里我不禁打了自己一下腦袋,焦半徑公式“MF=”我原本是知道的呀,為什么起初會(huì)想不到用它呢?其實(shí)原因很簡(jiǎn)單,如果知道θ或θ的三角函數(shù)和p,我肯定會(huì)用它來求MF,但我的頭腦中卻缺乏在知道MF及θ時(shí),也可以用它來求p這樣一種意識(shí),好在亡羊補(bǔ)牢,為時(shí)不晚,我終于還是用上了,更為重要的是強(qiáng)化了我對(duì)焦半徑公式的認(rèn)識(shí)和自覺應(yīng)用該公式的意識(shí),我堅(jiān)信,今后再遇見類似的題,即便題目的面貌改變了,性質(zhì)轉(zhuǎn)化了,內(nèi)容發(fā)展了,我也能隨機(jī)應(yīng)變,妙用該公式。想到這些,我欣喜若狂,如獲珍寶。說到反思,這難道不就是一種深刻的反思嗎?
綜上所述,我更加清醒地認(rèn)識(shí)到,我們對(duì)客觀事物的認(rèn)識(shí)不是一次完成的,而是要經(jīng)歷一個(gè)曲折的、漫長(zhǎng)的、由淺入深的認(rèn)識(shí)過程。而對(duì)于學(xué)會(huì)反思,養(yǎng)成自覺反思的良好習(xí)慣,就能縮短我們所經(jīng)歷的這個(gè)認(rèn)識(shí)過程,最終培養(yǎng)我們高效率的學(xué)習(xí)能力。特別是對(duì)于我們?cè)诮虒W(xué)一線的老師而言,這樣的良好習(xí)慣我們不僅要如魚得水地應(yīng)用,更要潛移默化地傳授給學(xué)生,使他們?cè)趯W(xué)習(xí)上達(dá)到事半功倍的效果,實(shí)現(xiàn)真正意義上的雙豐收。
【參考文獻(xiàn)】
[1]王申懷.普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)教科書《數(shù)學(xué)》選修2-1A版,人民教育出版社,2013.4