李秀梅??
摘要:向量的模是平面向量的重要概念,體現了平面向量“數”與“形”雙重性的重要特征。向量模的最值之問題是歷年高考的熱點,本文以一例最值問題探究常用的幾種解題思路。同時要教育學生養(yǎng)成良好的解題習慣,提高自己的思維能力;培養(yǎng)學生善于質疑的習慣;養(yǎng)成解后反思的習慣;養(yǎng)成做筆記的習慣等。
關鍵詞:演算驗算習慣;解題習慣;質疑習慣;反思習慣;做筆記習慣
中學數學學習是小學到高中甚至更高一級學校數學學習的關鍵期,我們要把握這個關鍵期,不斷提高學習數學的效率,使學生獲得終身學習的能力,促進學生的可持續(xù)發(fā)展,使學生終身受益。俗話說:“教育,就是培養(yǎng)習慣”。作為數學教師,培養(yǎng)學生怎樣的學習習慣,直接影響數學教學質量的高低。在數學教學中,解題步驟是學生對題目深入思考的外在表現,是我們判斷學生解題能力強弱的依據,解答過程是否完整,思路是否清晰都能反應出學生對某個知識點的掌握程度。因此我們在教學中應注意培養(yǎng)學生的學習習慣,更要注意學習方法的培養(yǎng)。本文結合高中數學教學案例,就數形結合解決向量模的最值問題談幾點做法和體會。
向量的模是平面向量的重要概念,體現了平面向量“數”與“形”雙重性的重要特征。向量模的最值之問題是歷年高考的熱點,本文以一例最值問題探究常用的幾種解題思路。
試題呈現:
若點A在圓C:(x-1)2+(y+2)2=4上運動,點B在y軸上運動,則對定點P(3,2)而言,|PA+PB|的最小值為().
A. 3B. 5
C. 25-1D. 25+1
解法1:坐標法求動點軌跡
設A(x1,y1),B(0,y2),則PA+PB=(x1-6,y1+y2-4).
若設r=|PA+PB|,則由題意可得(x1-6)2+(y1+y2-4)2=r2.即,點A在以D(6,4-y2)為圓心,以r為半徑的圓D:(x-6)2+(y+y2-4)2=r2上.
由圓C與圓D有公共點A可得r+2≥|CD|=(6-1)2+(6-y2)2≥5,從而r≥3.
故,答案為A.
點評:本法中利用坐標法確定點A的軌跡方程D:(x-6)2+(y+y2-4)2=r2.
根據圓C與圓D有公共點A可得兩兩圓心距不大于兩半徑之和,所以有r+2≥|CD|=(6-1)2+(6-y2)2≥5,從而r≥3.
解法2:利用模的坐標公式
設A(x1,y1),B(0,y2),則PA+PB=(x1-6,y1+y2-4).
從而,|PA+PB|=(x1-6)2+(y1+y2-4)2≥(x1-6)2=6-x1≥3.
故,答案為A.
點評:本題方法與解法1的出發(fā)點相似,但該法是直接利用坐標代入模的計算公式,根據公式特點確定最值,這是模的最值中常用的基本方法之一。
解法3:三角代換
由點A在圓C上可設A(1+2cosθ,-2+2sinθ),B(0,t),
則PA+PB=(2cosθ-5,t+2sinθ-6).
故|PA+PB|=(2cosθ-5)2+(t+2sinθ-6)2
≥(2cosθ-5)2=5-2cosθ≥3.故答案為A.
點評:點A坐標滿足圓的方程(x-1)2+(y+2)2=4故可設點A的坐標為(1+2cosθ,-2+2sinθ)然后借鑒解法2中的思路,表示出|PA+PB|的三角形式,利用三角函數最值方法得解。
解法4:數形結合法
設Q為AB的中點,則PA+PB=2PQ,過P,Q,A作y軸的垂線,垂足分別為P′,Q′,A′.
由于|PP′|≤|PQ|+|QQ′|=|PQ|+12|AA′|≤|PQ|+32,
因此|PQ|≥|PP′|-32=32,即|PA+PB|=2|PQ|≥3.
故,答案為A.
點評:本法中借助三角形中線的性質,取AB中點Q,可得PA+PB=2PQ.
此題即轉化為線段|PQ|的最值問題,過點P作y軸線,垂足為P′,由圖可知P,Q,P′三點共線時取得最小值。
解法5:利用對稱點轉化為定直線上的點與圓上點距離的最小值問題
設B′為點B關于點P的對稱點,則|PA+PB|=|PA-PB′|=|B′A|.
由于點B′在直線x=6上,點A在圓C:(x-1)2+(y+2)2=4上,可得|B′A|≥5-2=3.故答案為A.
點評:取點B關于點P的對稱點B′,則點B′在定直線x=6上,
故|PA+PB|轉化為直線x=6上與圓(x-1)2+(y+2)2=4上點的距離最小值問題,由圖可知其最小值為圓心到直線x=6的距離減去半徑可得。
以上方法看出解決向量模的最值問題的主要思路為“數”與“形”的結合,這是體現模的本質的基本思想,解題時應用坐標、軌跡等工具進行合理轉化,即可求得最值。
參考文獻:
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