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莫維平
學習數(shù)學較理想的狀態(tài)是能夠從有限的例題出發(fā)舉一反三,同時讓學生體驗自行編題的樂趣,培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識和學習能力,真正達到“授人以漁”的目的.這里筆者以在上課時講授的一道例題為例,談?wù)勅绾巫寣W生嘗試發(fā)現(xiàn)問題和解決問題.
在選修2-1第2章的復習課上,我舉了如下例題:
例1:已知過拋物線y■=2px(p>0)焦點F的直線l交拋物線于M,N兩點,B(-■,0),求證:直線BM與直線BN的斜率互為相反數(shù).
解:設(shè)直線的方程為x=my+■,M(x■,y■),N(x■,y■)
則k■+k■=■+■=■+■
=■
聯(lián)立方程組x=my+■y■=2px
則y■-2pmy-p■=0
∵2my■y■+p(y■+y■)=2m(-p■)+p■pm=0
∴k■+k■=0,即直線BM與直線BN的斜率互為相反數(shù).
一般情況下,到此一些數(shù)學教師認為已完成了學習任務(wù),失去了繼續(xù)探索的機會.
此題一出,接下去便是見證學生數(shù)學學習能力與創(chuàng)新能力的時候了.
讓學生思考:你可以編出怎樣的題目?此時有同學提出如下問題,這里我們記為推廣1.
推廣1:已知過拋物線y■=2px(p>0)焦點F的直線交拋物線于M,N兩點,是否在平面上能找一定點B,使直線BM與直線BN的斜率互為相反數(shù).若存在,求出B的坐標;若不存在,請說明理由.
解:如果存在,根據(jù)對稱性,該點一定在對稱軸(即軸)上,設(shè)B(a,0)
設(shè)直線的方程為x=my+■,M(x■,y■),N(x■,y■)
則k■+k■=■+■=■+■=0
∴2my■y■+(■-a)(y■+y■)=0
聯(lián)立方程組x=my+■y■=2px
則y■-2pmy-p■=0
∴-2mp■+2pm(■-a)=0,對任何實數(shù)m恒成立;即a=-■,
即存在一定點B(-■,0),使直線BM與直線BN的斜率互為相反數(shù)恒成立.
完成此題的解答后,思維開始活躍,有的同學認為此題也可以推廣為下列命題:
推廣2:已知拋物線y■=2px(p>0),點M為拋物線的對稱軸與其準線的交點,過點M作斜率互為相反數(shù)兩直線l■,l■與拋物線分別相交于A、B、C、D四個點,其中A、C兩點的橫坐標相同,求證直線AD經(jīng)過一定點.
解答可得直線AD必定經(jīng)過此拋物線的焦點.
到此有的同學已經(jīng)非常滿意這樣的結(jié)論與推廣,但有同學立刻提出這樣的想法,上述過焦點的直線是否可以改成過對稱軸上定點A(a,0),(a>0),上述的性質(zhì)是否也存在?經(jīng)過思考的確具有同樣的結(jié)論.
推廣3:已知拋物線y■=2px(p>0),過點A(a,0),(a>0)直線l交拋物線于M,N兩點,點B為點A關(guān)于原點對稱的點,求證:直線BM與直線BN的斜率互為相反數(shù).
推廣4:已知過拋物線y■=2px(p>0),過點A(a,0),(a>0)直線l交拋物線于M,N兩點,是否在x軸上能找一點B,使直線BM與直線BN的斜率互為相反數(shù).若存在,求出B的坐標;若不存在,請說明理由.
此題可求得B(-a,0).
推廣5:已知拋物線y■=-2px(p>0),點m(-a,0),(a>0),過點M作斜率互為相反數(shù)兩直線l■,l■與拋物線分別相交于A、B、C、D四個點,其中A、C兩點的橫坐標相同,求證直線AD經(jīng)過一定點.
解答可得直線AD必定經(jīng)過(a,0).
到此似乎非常完美了,但有學生提出在橢圓或雙曲線也有類似結(jié)論,答案是肯定的,的確存在類似結(jié)論,下面以橢圓為背景推廣之.
例2:已知過橢圓■+■=1(a>b>0)的右焦點F的直線l交橢圓于M,N兩點,B(■,0),其中(c=■),求證:直線BM與直線BN的斜率互為相反數(shù).
解:設(shè)直線的方程為x=my+c,M(x■,y■),N(x■,y■)
x=my+c■+■=1得(a■+b■m■)y■+2mcb■y-b■=0
∴y■+y■=-■
∴y■·y■=■
則k■+k■=■+■
∵y■·(x■-■)+y■·(x■-■)=2my■y■+(c-■)(y■+y■)
=2m·■-■(-■)=0
∴k■+k■=0
即命題得證.
完成此題的解答后,學生思維第2次開始活躍,有的同學認為此題也可以推廣為下列命題:
推廣6:已知過橢圓■+■=1(a>b>0)的右焦點F的直線l交橢圓于M,N兩點,是否在x軸上能找一點B,使直線BM與直線BN的斜率互為相反數(shù).若存在,求出B的坐標;若不存在,請說明理由.
結(jié)論同樣成立.
此題的解法可結(jié)合例2及推廣1即可證明,存在B(■,0).
以下推廣7和8均可自行證明,這里不再證明.
推廣7:已知橢圓■+■=1(a>b>0),點M為橢圓的對稱軸與其右準線的交點,過點M作斜率互為相反數(shù)兩直線l■,l■與橢圓分別相交于A、B、C、D四個點,其中A、C兩點的橫坐標相同,求證直線AD經(jīng)過一定點.
推廣8:已知橢圓■+■=1(a>b>0),過點A(m,0)(m>0)直線l交橢圓于M,N兩點,是否可以在x軸上能找一點B,使直線BM與直線BN的斜率互為相反數(shù).若存在,求出B的坐標;若不存在,請說明理由.
推廣9:已知橢圓■+■=1(a>b>0),過點M(m,0)(m>a)作斜率互為相反數(shù)的兩直線l■,l■與橢圓分別相交于A、B、C、D四個點,其中A、C兩點的橫坐標相同,求證:直線AD經(jīng)過一定點.
解:設(shè)直線l■:y=k(x-m),由y=k(x-m)■+■=1
得(b■+a■k■)x■-2ma■k■x+a■k■m■-a■b■=0
設(shè)A(x■,y■),B(x■,y■),則根據(jù)對稱性C(x■,-y■),D(x■,-y■)
∴x■+x■=■
x■·x■=■
直線AD若過定點,根據(jù)對稱性,則定點在軸上,不妨設(shè)點為N(n,0).
則有k■=k■,對所有適合題意的實數(shù)k均成立.
則■=■,∴-k(k■-m)(x■-n)=k(x■-n)=k(x■-m)(x■-n)
即2x■x■-(m+n)(x■+x■)+2mn=0
∴2(a■k■m■-a■b■)-(m+n)·2ma■k■+2mn(b■+a■k■)=0
得n=■則直線AD經(jīng)過一定點(■,0).
由此可知上述推廣7即為此推廣的特例.
當然還可以作進一步推廣,如在雙曲線中是否也有此類性質(zhì),等等;探究發(fā)現(xiàn)這些性質(zhì)均具備,有興趣的同學可自行操作.限于篇幅,本文不再對雙曲線中有關(guān)的性質(zhì)作推廣.
課后同學們意猶未盡,紛紛作出各種嘗試,得出不少新的結(jié)論與推廣,這對于提高數(shù)學學習的自覺性和實踐性等大有益處.有利于學生樹立正確的價值觀,并讓學生學以致用,并真正體會數(shù)學是自然的,以上這些是自然而然的推廣而已.endprint
學習數(shù)學較理想的狀態(tài)是能夠從有限的例題出發(fā)舉一反三,同時讓學生體驗自行編題的樂趣,培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識和學習能力,真正達到“授人以漁”的目的.這里筆者以在上課時講授的一道例題為例,談?wù)勅绾巫寣W生嘗試發(fā)現(xiàn)問題和解決問題.
在選修2-1第2章的復習課上,我舉了如下例題:
例1:已知過拋物線y■=2px(p>0)焦點F的直線l交拋物線于M,N兩點,B(-■,0),求證:直線BM與直線BN的斜率互為相反數(shù).
解:設(shè)直線的方程為x=my+■,M(x■,y■),N(x■,y■)
則k■+k■=■+■=■+■
=■
聯(lián)立方程組x=my+■y■=2px
則y■-2pmy-p■=0
∵2my■y■+p(y■+y■)=2m(-p■)+p■pm=0
∴k■+k■=0,即直線BM與直線BN的斜率互為相反數(shù).
一般情況下,到此一些數(shù)學教師認為已完成了學習任務(wù),失去了繼續(xù)探索的機會.
此題一出,接下去便是見證學生數(shù)學學習能力與創(chuàng)新能力的時候了.
讓學生思考:你可以編出怎樣的題目?此時有同學提出如下問題,這里我們記為推廣1.
推廣1:已知過拋物線y■=2px(p>0)焦點F的直線交拋物線于M,N兩點,是否在平面上能找一定點B,使直線BM與直線BN的斜率互為相反數(shù).若存在,求出B的坐標;若不存在,請說明理由.
解:如果存在,根據(jù)對稱性,該點一定在對稱軸(即軸)上,設(shè)B(a,0)
設(shè)直線的方程為x=my+■,M(x■,y■),N(x■,y■)
則k■+k■=■+■=■+■=0
∴2my■y■+(■-a)(y■+y■)=0
聯(lián)立方程組x=my+■y■=2px
則y■-2pmy-p■=0
∴-2mp■+2pm(■-a)=0,對任何實數(shù)m恒成立;即a=-■,
即存在一定點B(-■,0),使直線BM與直線BN的斜率互為相反數(shù)恒成立.
完成此題的解答后,思維開始活躍,有的同學認為此題也可以推廣為下列命題:
推廣2:已知拋物線y■=2px(p>0),點M為拋物線的對稱軸與其準線的交點,過點M作斜率互為相反數(shù)兩直線l■,l■與拋物線分別相交于A、B、C、D四個點,其中A、C兩點的橫坐標相同,求證直線AD經(jīng)過一定點.
解答可得直線AD必定經(jīng)過此拋物線的焦點.
到此有的同學已經(jīng)非常滿意這樣的結(jié)論與推廣,但有同學立刻提出這樣的想法,上述過焦點的直線是否可以改成過對稱軸上定點A(a,0),(a>0),上述的性質(zhì)是否也存在?經(jīng)過思考的確具有同樣的結(jié)論.
推廣3:已知拋物線y■=2px(p>0),過點A(a,0),(a>0)直線l交拋物線于M,N兩點,點B為點A關(guān)于原點對稱的點,求證:直線BM與直線BN的斜率互為相反數(shù).
推廣4:已知過拋物線y■=2px(p>0),過點A(a,0),(a>0)直線l交拋物線于M,N兩點,是否在x軸上能找一點B,使直線BM與直線BN的斜率互為相反數(shù).若存在,求出B的坐標;若不存在,請說明理由.
此題可求得B(-a,0).
推廣5:已知拋物線y■=-2px(p>0),點m(-a,0),(a>0),過點M作斜率互為相反數(shù)兩直線l■,l■與拋物線分別相交于A、B、C、D四個點,其中A、C兩點的橫坐標相同,求證直線AD經(jīng)過一定點.
解答可得直線AD必定經(jīng)過(a,0).
到此似乎非常完美了,但有學生提出在橢圓或雙曲線也有類似結(jié)論,答案是肯定的,的確存在類似結(jié)論,下面以橢圓為背景推廣之.
例2:已知過橢圓■+■=1(a>b>0)的右焦點F的直線l交橢圓于M,N兩點,B(■,0),其中(c=■),求證:直線BM與直線BN的斜率互為相反數(shù).
解:設(shè)直線的方程為x=my+c,M(x■,y■),N(x■,y■)
x=my+c■+■=1得(a■+b■m■)y■+2mcb■y-b■=0
∴y■+y■=-■
∴y■·y■=■
則k■+k■=■+■
∵y■·(x■-■)+y■·(x■-■)=2my■y■+(c-■)(y■+y■)
=2m·■-■(-■)=0
∴k■+k■=0
即命題得證.
完成此題的解答后,學生思維第2次開始活躍,有的同學認為此題也可以推廣為下列命題:
推廣6:已知過橢圓■+■=1(a>b>0)的右焦點F的直線l交橢圓于M,N兩點,是否在x軸上能找一點B,使直線BM與直線BN的斜率互為相反數(shù).若存在,求出B的坐標;若不存在,請說明理由.
結(jié)論同樣成立.
此題的解法可結(jié)合例2及推廣1即可證明,存在B(■,0).
以下推廣7和8均可自行證明,這里不再證明.
推廣7:已知橢圓■+■=1(a>b>0),點M為橢圓的對稱軸與其右準線的交點,過點M作斜率互為相反數(shù)兩直線l■,l■與橢圓分別相交于A、B、C、D四個點,其中A、C兩點的橫坐標相同,求證直線AD經(jīng)過一定點.
推廣8:已知橢圓■+■=1(a>b>0),過點A(m,0)(m>0)直線l交橢圓于M,N兩點,是否可以在x軸上能找一點B,使直線BM與直線BN的斜率互為相反數(shù).若存在,求出B的坐標;若不存在,請說明理由.
推廣9:已知橢圓■+■=1(a>b>0),過點M(m,0)(m>a)作斜率互為相反數(shù)的兩直線l■,l■與橢圓分別相交于A、B、C、D四個點,其中A、C兩點的橫坐標相同,求證:直線AD經(jīng)過一定點.
解:設(shè)直線l■:y=k(x-m),由y=k(x-m)■+■=1
得(b■+a■k■)x■-2ma■k■x+a■k■m■-a■b■=0
設(shè)A(x■,y■),B(x■,y■),則根據(jù)對稱性C(x■,-y■),D(x■,-y■)
∴x■+x■=■
x■·x■=■
直線AD若過定點,根據(jù)對稱性,則定點在軸上,不妨設(shè)點為N(n,0).
則有k■=k■,對所有適合題意的實數(shù)k均成立.
則■=■,∴-k(k■-m)(x■-n)=k(x■-n)=k(x■-m)(x■-n)
即2x■x■-(m+n)(x■+x■)+2mn=0
∴2(a■k■m■-a■b■)-(m+n)·2ma■k■+2mn(b■+a■k■)=0
得n=■則直線AD經(jīng)過一定點(■,0).
由此可知上述推廣7即為此推廣的特例.
當然還可以作進一步推廣,如在雙曲線中是否也有此類性質(zhì),等等;探究發(fā)現(xiàn)這些性質(zhì)均具備,有興趣的同學可自行操作.限于篇幅,本文不再對雙曲線中有關(guān)的性質(zhì)作推廣.
課后同學們意猶未盡,紛紛作出各種嘗試,得出不少新的結(jié)論與推廣,這對于提高數(shù)學學習的自覺性和實踐性等大有益處.有利于學生樹立正確的價值觀,并讓學生學以致用,并真正體會數(shù)學是自然的,以上這些是自然而然的推廣而已.endprint
學習數(shù)學較理想的狀態(tài)是能夠從有限的例題出發(fā)舉一反三,同時讓學生體驗自行編題的樂趣,培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識和學習能力,真正達到“授人以漁”的目的.這里筆者以在上課時講授的一道例題為例,談?wù)勅绾巫寣W生嘗試發(fā)現(xiàn)問題和解決問題.
在選修2-1第2章的復習課上,我舉了如下例題:
例1:已知過拋物線y■=2px(p>0)焦點F的直線l交拋物線于M,N兩點,B(-■,0),求證:直線BM與直線BN的斜率互為相反數(shù).
解:設(shè)直線的方程為x=my+■,M(x■,y■),N(x■,y■)
則k■+k■=■+■=■+■
=■
聯(lián)立方程組x=my+■y■=2px
則y■-2pmy-p■=0
∵2my■y■+p(y■+y■)=2m(-p■)+p■pm=0
∴k■+k■=0,即直線BM與直線BN的斜率互為相反數(shù).
一般情況下,到此一些數(shù)學教師認為已完成了學習任務(wù),失去了繼續(xù)探索的機會.
此題一出,接下去便是見證學生數(shù)學學習能力與創(chuàng)新能力的時候了.
讓學生思考:你可以編出怎樣的題目?此時有同學提出如下問題,這里我們記為推廣1.
推廣1:已知過拋物線y■=2px(p>0)焦點F的直線交拋物線于M,N兩點,是否在平面上能找一定點B,使直線BM與直線BN的斜率互為相反數(shù).若存在,求出B的坐標;若不存在,請說明理由.
解:如果存在,根據(jù)對稱性,該點一定在對稱軸(即軸)上,設(shè)B(a,0)
設(shè)直線的方程為x=my+■,M(x■,y■),N(x■,y■)
則k■+k■=■+■=■+■=0
∴2my■y■+(■-a)(y■+y■)=0
聯(lián)立方程組x=my+■y■=2px
則y■-2pmy-p■=0
∴-2mp■+2pm(■-a)=0,對任何實數(shù)m恒成立;即a=-■,
即存在一定點B(-■,0),使直線BM與直線BN的斜率互為相反數(shù)恒成立.
完成此題的解答后,思維開始活躍,有的同學認為此題也可以推廣為下列命題:
推廣2:已知拋物線y■=2px(p>0),點M為拋物線的對稱軸與其準線的交點,過點M作斜率互為相反數(shù)兩直線l■,l■與拋物線分別相交于A、B、C、D四個點,其中A、C兩點的橫坐標相同,求證直線AD經(jīng)過一定點.
解答可得直線AD必定經(jīng)過此拋物線的焦點.
到此有的同學已經(jīng)非常滿意這樣的結(jié)論與推廣,但有同學立刻提出這樣的想法,上述過焦點的直線是否可以改成過對稱軸上定點A(a,0),(a>0),上述的性質(zhì)是否也存在?經(jīng)過思考的確具有同樣的結(jié)論.
推廣3:已知拋物線y■=2px(p>0),過點A(a,0),(a>0)直線l交拋物線于M,N兩點,點B為點A關(guān)于原點對稱的點,求證:直線BM與直線BN的斜率互為相反數(shù).
推廣4:已知過拋物線y■=2px(p>0),過點A(a,0),(a>0)直線l交拋物線于M,N兩點,是否在x軸上能找一點B,使直線BM與直線BN的斜率互為相反數(shù).若存在,求出B的坐標;若不存在,請說明理由.
此題可求得B(-a,0).
推廣5:已知拋物線y■=-2px(p>0),點m(-a,0),(a>0),過點M作斜率互為相反數(shù)兩直線l■,l■與拋物線分別相交于A、B、C、D四個點,其中A、C兩點的橫坐標相同,求證直線AD經(jīng)過一定點.
解答可得直線AD必定經(jīng)過(a,0).
到此似乎非常完美了,但有學生提出在橢圓或雙曲線也有類似結(jié)論,答案是肯定的,的確存在類似結(jié)論,下面以橢圓為背景推廣之.
例2:已知過橢圓■+■=1(a>b>0)的右焦點F的直線l交橢圓于M,N兩點,B(■,0),其中(c=■),求證:直線BM與直線BN的斜率互為相反數(shù).
解:設(shè)直線的方程為x=my+c,M(x■,y■),N(x■,y■)
x=my+c■+■=1得(a■+b■m■)y■+2mcb■y-b■=0
∴y■+y■=-■
∴y■·y■=■
則k■+k■=■+■
∵y■·(x■-■)+y■·(x■-■)=2my■y■+(c-■)(y■+y■)
=2m·■-■(-■)=0
∴k■+k■=0
即命題得證.
完成此題的解答后,學生思維第2次開始活躍,有的同學認為此題也可以推廣為下列命題:
推廣6:已知過橢圓■+■=1(a>b>0)的右焦點F的直線l交橢圓于M,N兩點,是否在x軸上能找一點B,使直線BM與直線BN的斜率互為相反數(shù).若存在,求出B的坐標;若不存在,請說明理由.
結(jié)論同樣成立.
此題的解法可結(jié)合例2及推廣1即可證明,存在B(■,0).
以下推廣7和8均可自行證明,這里不再證明.
推廣7:已知橢圓■+■=1(a>b>0),點M為橢圓的對稱軸與其右準線的交點,過點M作斜率互為相反數(shù)兩直線l■,l■與橢圓分別相交于A、B、C、D四個點,其中A、C兩點的橫坐標相同,求證直線AD經(jīng)過一定點.
推廣8:已知橢圓■+■=1(a>b>0),過點A(m,0)(m>0)直線l交橢圓于M,N兩點,是否可以在x軸上能找一點B,使直線BM與直線BN的斜率互為相反數(shù).若存在,求出B的坐標;若不存在,請說明理由.
推廣9:已知橢圓■+■=1(a>b>0),過點M(m,0)(m>a)作斜率互為相反數(shù)的兩直線l■,l■與橢圓分別相交于A、B、C、D四個點,其中A、C兩點的橫坐標相同,求證:直線AD經(jīng)過一定點.
解:設(shè)直線l■:y=k(x-m),由y=k(x-m)■+■=1
得(b■+a■k■)x■-2ma■k■x+a■k■m■-a■b■=0
設(shè)A(x■,y■),B(x■,y■),則根據(jù)對稱性C(x■,-y■),D(x■,-y■)
∴x■+x■=■
x■·x■=■
直線AD若過定點,根據(jù)對稱性,則定點在軸上,不妨設(shè)點為N(n,0).
則有k■=k■,對所有適合題意的實數(shù)k均成立.
則■=■,∴-k(k■-m)(x■-n)=k(x■-n)=k(x■-m)(x■-n)
即2x■x■-(m+n)(x■+x■)+2mn=0
∴2(a■k■m■-a■b■)-(m+n)·2ma■k■+2mn(b■+a■k■)=0
得n=■則直線AD經(jīng)過一定點(■,0).
由此可知上述推廣7即為此推廣的特例.
當然還可以作進一步推廣,如在雙曲線中是否也有此類性質(zhì),等等;探究發(fā)現(xiàn)這些性質(zhì)均具備,有興趣的同學可自行操作.限于篇幅,本文不再對雙曲線中有關(guān)的性質(zhì)作推廣.
課后同學們意猶未盡,紛紛作出各種嘗試,得出不少新的結(jié)論與推廣,這對于提高數(shù)學學習的自覺性和實踐性等大有益處.有利于學生樹立正確的價值觀,并讓學生學以致用,并真正體會數(shù)學是自然的,以上這些是自然而然的推廣而已.endprint