江蘇省金湖中學(xué) 秦利芳
例談解幾中向量應(yīng)用意識的培養(yǎng)
江蘇省金湖中學(xué) 秦利芳
向量知識作為工具,在數(shù)學(xué)、物理等學(xué)科的很多分支中有著廣泛的應(yīng)用。它具有代數(shù)形式和幾何形式的“雙重身份”,能融數(shù)形于一體,能與中學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)內(nèi)容的許多主干知識綜合,形成知識交匯點,是高考命題的熱點。但我國向量知識卻是在全面實施新課程后才作為教學(xué)內(nèi)容進入高中數(shù)學(xué)教材的。學(xué)生還不太適應(yīng)用向量知識方法解題。在數(shù)學(xué)解題方面,向量應(yīng)用意識不強。如在解析幾何中有些問題總習(xí)慣用常規(guī)方法去解決,造成過程運算比較繁雜,若能靈活運用向量作形與數(shù)的轉(zhuǎn)化,則會大大簡化過程。鑒于此,筆者想談?wù)勅绾闻囵B(yǎng)學(xué)生在解析幾何中應(yīng)用平面向量的意識。
【例1】利用向量知識來推導(dǎo)點到直線的距離公式。
當(dāng)B=0時,可直接用圖形證明(略)。
評注:引導(dǎo)學(xué)生對比傳統(tǒng)證明方法,他們會發(fā)現(xiàn)向量法避免了復(fù)雜的構(gòu)圖過程,應(yīng)用向量來證,簡單易懂,充分體現(xiàn)了向量的工具性和優(yōu)越性。所以筆者認(rèn)為先從學(xué)生熟悉的平面幾何問題入手,充分挖掘課本素材,在教學(xué)中從推導(dǎo)有關(guān)公式、定理,例題講解入手,讓學(xué)生去品位、去領(lǐng)悟,在公式、定理的探索、形成中逐漸體會向量的工具性,逐漸形成應(yīng)用向量的意識。
【例2】已知定點A(-1,0)和B(1,0),P是圓(x-3)2+(y-4)2=4上的一動點,求的最大值和最小值。
分析:因為O為AB的中點,所以故可利用向量把問題轉(zhuǎn)化為求向量的最值。又因為,點P在圓(x-3)2+(y-4)2=4上,所以且
點評:有些解幾問題雖然沒有直接用向量作為已知條件出現(xiàn),但如果運用向量知識來解決,也會顯得自然、簡便,而且易入手。所以,筆者認(rèn)為在教學(xué)中應(yīng)注重引導(dǎo)學(xué)生善于運用一些結(jié)論,如線段的長度可看作向量的模等。對于這些結(jié)論,我們教師要引導(dǎo)學(xué)生歸納總結(jié),使學(xué)生感受到向量法的思路清晰與運算過程簡潔的優(yōu)越性。
【例3】(2016江蘇高考18題)在平面直角坐標(biāo)系xOy中,已知以M為圓心的圓及其上一點A(2,4)。
(1)設(shè)圓N與x軸相切,與圓M外切,且圓心N在直線x=6上,求圓N的標(biāo)準(zhǔn)方程;
(2)設(shè)平行于OA的直線l與圓M相交于B、C兩點,且BC=OA,求直線l的方程;
(3)設(shè)點T(t,0)滿足:存在圓M上的兩點P和Q,使得求實數(shù)t的取值范圍。
分析:第(1)(2)略;第(3)問,方法1:從向量“形”的方面著手,由為此,在圓M上存在兩點滿足條件,因此由,得出,當(dāng)T確定后,只需要作直線TA的平行線,使圓心到直線的距離為即可。方法2:從向量“數(shù)”的方面著手,利用平面向量的運算知識把坐標(biāo)化,轉(zhuǎn)化成圓與圓的位置關(guān)系。
解:(1)(2)略。
點評:我們教師可以通過最新的2016年江蘇高考的真題再現(xiàn),促使學(xué)生發(fā)現(xiàn)向量法是高考命題的熱點,發(fā)現(xiàn)用向量法處理此題可以“減少運算量,提高思維量”,感受應(yīng)用向量法的重要性和應(yīng)用向量法解決解析幾何問題的優(yōu)越性,促使學(xué)生樹立應(yīng)用向量的意識。
由以上幾個例子可以看出,解析幾何的題目可以用向量法來探尋解題思路,特別是涉及平行垂直時用向量解決解析幾何題。所以我們在解決解析幾何題時要時刻樹立應(yīng)用向量的意識,爭取早日使向量成為處理解析幾何問題的基本工具。