佐春梅
摘 要:數(shù)學(xué)和哲學(xué)是有聯(lián)系的,運用哲學(xué)思想、方法論可以很快地解決數(shù)學(xué)問題。利用聯(lián)系、變化、發(fā)展的觀點,觀察、看待、解決曲線的極坐標方程及參數(shù)方程問題,并且給出五個典型例題加以說明.
關(guān)鍵詞:極坐標方程;參數(shù)方程;運動;變化
哲學(xué)的唯物辯證法告訴我們,世界上的一切事物都處在普遍聯(lián)系之中,沒有孤立存在的事物,整個世界就是一個普遍聯(lián)系的統(tǒng)一整體.要求我們堅持用聯(lián)系的觀點看問題,具體地分析事物之間的聯(lián)系.根據(jù)事物的固有聯(lián)系,改變事物的狀態(tài),改變條件,創(chuàng)造條件,建立新的具體聯(lián)系.數(shù)學(xué)和哲學(xué)是有聯(lián)系的,運用哲學(xué)思想、方法論可以很快地解決數(shù)學(xué)問題.下面用唯物辯證法思想、方法論幫助我們分析問題、解決問題,進而簡單、快捷地求出曲線的極坐標方程及參數(shù)方程.
一、運用唯物辯證法思想、方法解決求曲線極坐標方程問題
1.一般的,求曲線極坐標方程步驟是:
①建立適當?shù)臉O坐標系;
②在曲線上任取一點M(ρ,θ);
③根據(jù)曲線上點所滿足的條件寫出等式;
④用極坐標ρ,θ表示上述等式,并化簡得曲線的極坐標方程;
⑤證明所得的方程是曲線的極坐標方程.
在具體求曲線極坐標過程中,步驟③:根據(jù)曲線上點所滿足的條件寫出ρ,θ的等式是個難點.這就需要運用哲學(xué)上的唯物辯證法思想,利用聯(lián)系發(fā)展的觀點,觀察、看待、解決這個問題.
2.為求曲線上任一點M(ρ,θ)滿足的關(guān)系式,我們細分三個步驟:
①運用聯(lián)系的觀點:聯(lián)系點M的極坐標ρ,θ的幾何特征,即ρ為點M到極點O的距離,θ為OM與極徑OA所成的角;
②運用運動變化的觀點觀察問題:為求曲線上任一點M(ρ,θ)滿足的關(guān)系式,讓點M在曲線上運動起來.然后觀察點M在運動的過程中哪些量是變化的,如,ρ,θ變化;哪些量是不變化的,其中不變的量實際上是曲線的固有特征;
③再運用聯(lián)系發(fā)展的觀點解決問題:將②中變化的量與不變化的量建立新的具體聯(lián)系,進而得到ρ,θ等式.
3.下面看幾個具體例子:
例1.如圖1,在極坐標系下半徑為a的圓的圓心坐標為C(a,0)(a>0),求此圓的極坐標方程.
分析:(?。┤(ρ,θ)是圓上除O、A以外的任意一點(聯(lián)系點M的極坐標ρ,θ的幾何特征)
二、運用唯物辯證法思想、方法解決求曲線參數(shù)方程問題
一般的,求曲線參數(shù)方程步驟是:
①建立適當?shù)闹苯亲鴺讼?,設(shè)曲線上任一點M的坐標(x,y);
②寫出適合條件的點M的集合;
③用坐標表示集合,列出方程;
④化簡方程為最簡形式;
⑤證明所得的方程是曲線的參數(shù)方程.
求曲線參數(shù)方程的難點是“引入?yún)?shù)”.運用我們前面提到的哲學(xué)思想世界上的一切事物都處在普遍聯(lián)系之中,沒有孤立存在的事物,整個世界就是一個普遍聯(lián)系的統(tǒng)一整體.用變化、發(fā)展、聯(lián)系的角度看待問題,“引入?yún)?shù)”這個難點很容易突破.
例4.如圖4所示,設(shè)圓O的半徑是r,點M從初始位置M0出發(fā),按逆時針方向在圓O上作勻速圓周運動,求圓的參數(shù)方程.
分析:(?。┰O(shè)M(x,y)是圓上任意一點
(ⅱ)讓點M在圓上動起來,觀察,當點M在直線上運動時,哪些量是變化的?哪些量是不變化的?(如圖)
點M坐標,∠MOX=θ是變化的;OM=r是不變的.
(ⅲ)建立變化量與不變量間的關(guān)系.即
求解過程略.
例5.已知邊長為a的等邊三角形ABC的頂點A在y軸的非負半軸上移動,頂點B在x軸的非負半軸上移動,求頂點C在第一象限內(nèi)的軌跡的參數(shù)方程.
分析:(運用運動變化的觀點觀察問題)
如圖,(?。┰O(shè)C(x,y)為軌跡上任一點.
(ⅱ)觀察:當點A,B在y軸和x軸非負軸上運動的過程中,哪些量是變化的?哪些量是不變化的?
變化的量:∠ABO的大小,∠CBD的大小,C點的坐標
不變化的量:線段AB,BC的長度,∠ABC的大小
(ⅲ)建立變化量與不變量間關(guān)系.過點C作x軸垂線即可.
因此,方程(1)為頂點C軌跡的參數(shù)方程.
通過上面五個例題展示,我們可以體會到,運用聯(lián)系、變化、發(fā)展的觀點分析問題,任何求曲線軌跡方程的問題都可以迎刃而解,而且思路變得簡單,統(tǒng)一;運用馬克思主義哲學(xué)指導(dǎo)數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)和數(shù)學(xué)教學(xué),就可以使我們在高中數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)中避免或減少失誤,少走彎路;以馬克思主義哲學(xué)思想為武器,用馬克思主義哲學(xué)的觀點去分析、解剖數(shù)學(xué)內(nèi)容和數(shù)學(xué)的教學(xué)過程,用馬克思主義哲學(xué)的思想去統(tǒng)帥數(shù)學(xué)的思想和方法,才能透徹明了地看待數(shù)學(xué)問題的思路,清晰、辯證地講解數(shù)學(xué)演繹的邏輯過程,才能掌握好數(shù)學(xué)的思想和精神.
參考文獻:
賈慶軍.世紀金榜:高中新課程全程學(xué)習(xí)方略:數(shù)學(xué)·選修.陜西出版集團未來出版社,2011.
(作者單位 寧夏回族自治區(qū)銀川市育才中學(xué))