倪盼
摘 要 定值定點問題是圓錐曲線重點考察問題之一,亦是學生容易出錯的難點問題。本文通過總結(jié)定值定點??嫉乃姆N類型:設(shè)而不求,找點取證,從猜想到證明,從推理到消元,幫助學生理清其思路,解決定點和定值問題,增強數(shù)學運算、邏輯推理等思維能力。
關(guān)鍵詞 圓錐曲線 定值定點 數(shù)學運算 邏輯推理 思維能力
中圖分類號:G633文獻標識碼:A
0引言
在高考圓錐曲線問題中,定值定點問題是老生常談的話題。這類問題既考查學生的數(shù)學運算,又考查學生的邏輯推理能力,歸納梳理這類問題的思想和方法,有助于培養(yǎng)學生的數(shù)學運算和邏輯推理這兩個數(shù)學核心素養(yǎng),體現(xiàn)新課標對高中數(shù)學的重視程度,圓錐曲線中的定點定值問題,便是考察學生數(shù)學素養(yǎng)的一個重要途徑。
1內(nèi)容分析
1.1考點提要
此類問題主要涉及到直線、圓與圓錐曲線等方面的知識,滲透了函數(shù)與方程、轉(zhuǎn)化與化歸、數(shù)形結(jié)合,分類討論的思想,所以是高考的熱點題型之一。但是這類問題難度相對較大,學生在第一輪復習中的掌握情況較差。為了提高第二輪復習的有效性,本文通過歸納整合定值定點問題,梳理這類題的思想和方法,對問題進行剖析,希望給學生們一些指導。
1.2深究例題
發(fā)現(xiàn)例題的考點,舉一反三,觸類旁通,先用分析法分析,思考并嘗試解決,尋找關(guān)鍵點。
1.3一題多解,多題多解
在選題時,要明確選題的目的在于解決本專題的重點或者難點內(nèi)容,更好地發(fā)揮典型題目的示范作用和學生的正向遷移能力。
2定點定值的類型
2.1設(shè)而不求
(2014山東理)已知拋物線的焦點為,為上異于原點的任意一點,過點的直線交于另一點,交軸的正半軸于點,且有。當點的橫坐標為3時,為正三角形。
(Ⅱ)若直線,且和有且只有一個公共點,
(i)證明直線過定點,并求出定點坐標。
解:分析:要求直線過定點,就要找斜率與截距的關(guān)系,由拋物線性質(zhì)知,,,由得所以直線AB的斜率。因為直線與直線AB平行,所以設(shè)直線的方程可以表示出來,導出點坐標,最后找到斜率與截距的關(guān)系,得到直線AE恒過點。
知識小結(jié):此類題由斜率入手,設(shè)點卻不求出具體的點的坐標,通過分析法和邏輯推理能力,找到變量之間的關(guān)系,找到斜率和截距的關(guān)系,得到直線的表達式進而求出定點坐標。設(shè)而不求比較適合于直線與圓錐曲線的交點均未知的情況,化簡要求比較高。
2.2“找點取證”
(2016年全國新課標Ⅰ理模擬卷)已知橢圓經(jīng)過點,離心率為。
(2)直線與橢圓交于兩點,點是橢圓的右頂點。直線與直線分別與軸交于點,試問以線段為直徑的圓是否過軸上的定點?若是,求出定點坐標;若不是,說明理由。
解:由第一問知:橢圓的方程是。分析:將題意轉(zhuǎn)化為幾何條件得。,設(shè),,,,。,,假設(shè)存在這個定點,則有①轉(zhuǎn)化為代數(shù)條件。
三點共線用斜率相等來證:
知識總結(jié):利用點的位置關(guān)系,借助三點共線,斜率相等求出點的坐標,整體代入求出具體定值,培養(yǎng)學生貫穿知識點的能力,一步一步推理,借助其他點求出要求的點的坐標,學會觸類旁通。定點問題:求某直線過定點,或者確定一個定點的坐標。定值定點問題是備受關(guān)注的問題,這類解答題既考驗學生的數(shù)學運算能力,又考查學生的邏輯推理能力,注重知識的遷移和轉(zhuǎn)換,具有較強的嚴謹性。
2.3從猜想到證明
(2015四川理)如圖,橢圓的離心率是,過點P(0,1)的動直線與橢圓相交于A,B兩點,當直線平行于軸時,直線被橢圓E截得的線段長為。
(2)在平面直角坐標系中,是否存在與點P不同的定點Q,使得恒成立?若存在,求出點Q的坐標;若不存在,請說明理由。
解:分析:先猜后證,首先根據(jù)特殊位置和數(shù)值猜想定值,其次講這個值代入題中,證明其與變量無關(guān)。先分析直線斜率存在,或者不存在得出的結(jié)論,再證明結(jié)論成立。當直線平行于軸時,設(shè)直線與橢圓相交于C、D兩點,如果存在Q點滿足條件,則有,即,所以Q點在y軸上,可設(shè)Q點的坐標為。
本題的難點是通過作B的對稱點將問題轉(zhuǎn)化.這種類型題考查學生的推理能力和運算能力,利用數(shù)形結(jié)合思想,教會學生從特殊到一般,根據(jù)特殊情況找到結(jié)果,再證明其普遍性。從特殊到一般,是培養(yǎng)學生合情推理,通過對問題的理解和對知識的表征,先求當直線平行于軸或垂直于軸這樣的特殊位置,再求任意位置,也突顯出數(shù)學的邏輯推理性,適合學生理解和掌握,并且能很好地運用在數(shù)學教學中。
2.4從推理到消元
首先用推理和計算的方法,其次在計算過程中消去變量,得到定值。解答題的核心點在于分析,題和假設(shè)的關(guān)系,進而建立合適的方程或函數(shù),利用變量關(guān)系統(tǒng)一變量,最后消元得到定值。
(2018北京理)已知拋物線:2=2px經(jīng)過點P(1,2),過點Q(0,1)的直線與拋物線C有兩個不同的交點A,B且直線PA交軸于M,直線PB交軸于N。
(Ⅱ)設(shè)為原點,,,求證:為定值。
解:分析:由向量關(guān)系將和表示出來,最后在計算過程中消去變量,得到定值,設(shè)點,,則,,,,,
3歸納總結(jié)
(1)本質(zhì)分析。定點、定值問題的本質(zhì)在于對問題的分析和掌握程度,以及邏輯推理和數(shù)學運算的應用,用適當?shù)姆椒ń⒆兞恐g的關(guān)系,通過分析和推理,轉(zhuǎn)化成定值、定點問題,利用數(shù)學運算求出最后的結(jié)果。
幾何條件的轉(zhuǎn)化。例如求三點共線,線線垂直、線線平行、夾角。我們可以將幾何條件轉(zhuǎn)化為代數(shù)條件,轉(zhuǎn)化的方向有兩類,一類是向量,一類是斜率。
(2)考察能力。大部分學生遇到圓錐曲線問題只會用韋達定理,其實做這類題,應該首先用分析法,提前分析過程,分析考題的核心,韋達定理只是解題的手段,而不是解題的主要思路。主要考察學生數(shù)學運算和邏輯推理能力。常用方法:設(shè)而不求,找點取證,從猜想到證明,從推理到消元。
(3)總結(jié)反思。教師要教學生如何分析,比如假設(shè)直線方程時,考慮斜率不存在。教師要教如何思考,比如對定點問題,要分析是點還是斜率。教師要教如何總結(jié),比如分析四中方法的核心和整個過程,可以一題多解,也可以多題多解。高考總復習要注意考試的核心,以及知識的整體思路,舉一反三,靈活應用。
參考文獻
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