☉浙江省諸暨市湄池中學(xué) 蔡旦燕
在教學(xué)中,我們總能發(fā)現(xiàn),很多學(xué)生的運算能力真的太弱,知道解題的方法和思路,但在運算的具體實施中,過程煩瑣,東漏西漏,花了好久時間還是算錯,但就是堅持自己的思路對就一定能解出來,何況老師說過解析幾何的計算就像經(jīng)歷一場暴風(fēng)雨的洗禮,才能海闊天空見到彩虹.也認(rèn)為這是通性通法,就是要經(jīng)歷復(fù)雜的計算.但事實上轉(zhuǎn)化一下思路,就會發(fā)現(xiàn)不用經(jīng)歷復(fù)雜計算的洗禮,也能愉快地到達(dá)目的地,而且很多高考題、模考題、調(diào)研題看起來很普通,實際上卻很漂亮,是命題專家經(jīng)過精心思考命制出來的,有很大的研究空間和教學(xué)價值.本文從稽陽聯(lián)考的一道求解離心率的選擇題出發(fā),將題目所給的條件靈活轉(zhuǎn)化為解三角形,不用再聯(lián)立方程組解點坐標(biāo).
圖1
分析2:F2為雙曲線的右焦點,因為FH⊥PF,所以|FH|=b,則|OH|=a.又因為所以|PF|=3b,根據(jù)雙曲線定義知|PF2|=3b-2a.在Rt△OFH中,.在△PFF2中,利用余弦定理得到cos∠PFF2=,而它們相等,很容易得到2b=3a,從而得到離心率.這就轉(zhuǎn)化到解三角形問題了.
分析3:如圖1,還可以取PH的中點E,則根據(jù)相似比|EF2|=2a,而且EF2⊥PF,所以在Rt△PEF2中,(EF2)2+(PE)2=(PF2)2,即(2a)2+b2=(3b-2a)2,計算更加簡單.
點評:這種解法思路非常清晰,根據(jù)聯(lián)立直線方程可得點坐標(biāo),再根據(jù)向量共線,得出點P的坐標(biāo)代入雙曲線方程就得到a,b,c的關(guān)系式,化解可得結(jié)果.但在實際操作過程中,學(xué)生遇到了幾個難關(guān),現(xiàn)在的學(xué)生計算能力比較差,尤其是純粹的字母運算,求點H的坐標(biāo)還可以,求點P的坐標(biāo)時就出現(xiàn)了問題,還有一個問題是代入雙曲線方程后化解不了.結(jié)果就是花了好多時間還是沒有得到正確答案,以至于做后面的題目就沒有時間了,而且心浮氣躁,影響考試的情緒.
那么我們轉(zhuǎn)化一下思路,放到雙曲線的本質(zhì)上去,到平面內(nèi)兩定點的距離之差的絕對值是定值.而且雙曲線的焦點到漸近線的距離為b,這里出現(xiàn)了一個直角三角形,根據(jù)相似比,我們知道了一個三角形的各邊的長度,利用余弦定理轉(zhuǎn)化為了解三角形的問題.而在分析3中構(gòu)造一個Rt△PEF2,計算更加的簡潔明了.
圖2
點評:分析1完全是題目的直譯,根據(jù)相交求出點坐標(biāo),根據(jù)向量相等得到坐標(biāo)之間的等式,但計算復(fù)雜.分析2注意到等腰三角形的三線合一,利用垂足,可以少算一個點坐標(biāo),計算量大大地減少.而分析3巧妙地注意到這個圖形的特殊性以及漸近線特征,得到△OAF2為正三角形,馬上可以得到漸近線的斜率.
類題2 (2015年浙江省數(shù)學(xué)高考文科試題第15題)橢圓的右焦點F(2c,0),關(guān)于直線的對稱點Q在橢圓上,則橢圓的離心率為_________.
圖3
點評:本題跟前一題一樣,直譯題意就是求對稱點,然后把對稱點代入橢圓方程得到a,b,c之間的關(guān)系,但求解點也好,化簡也好,大部分學(xué)生花了九牛二虎之力還是解決不了.但第二種解法把點關(guān)于直線對稱的條件等價轉(zhuǎn)化,得到中位線,從而有相似比,再利用橢圓定義,得到a,b,c之間的關(guān)系,計算量大大減少.
反思感悟:從這幾題的解答可以看出,對于求這樣一類圓錐曲線的離心率問題,即條件中有點關(guān)于直線對稱或者說有幾等分點出現(xiàn),不一定要求出點的坐標(biāo),代入方程進(jìn)行復(fù)雜的字母計算,才能得出我們的答案.我們往往可以根據(jù)相似比來得出線段長度之間的關(guān)系,或者根據(jù)直角三角形的勾股定理,或者利用一般三角形的余弦定理等價轉(zhuǎn)化、數(shù)形結(jié)合得出一個含有a,b,c或其中任意2個的關(guān)系式,從而算出離心率.這種辦法才是我們優(yōu)先考慮的辦法.也就是說煩瑣的辦法,直譯的辦法不一定就是通性通法,簡潔有效的辦法也是通性通法.這就需要我們平時在教學(xué)中,應(yīng)鼓勵學(xué)生積極參與,百家爭鳴,更要引導(dǎo)學(xué)生從中提煉、總結(jié)出最初、最基本的數(shù)學(xué)概念,最自然、最優(yōu)化的解題方法.逐步達(dá)到做一題,會一類,用一法,解多題的境界.這樣不僅能讓學(xué)生擺脫題海戰(zhàn)術(shù),而且對于以后學(xué)習(xí)新的知識有了方向,求同思維大大發(fā)展.同時需要我們長期有意識地營造氛圍,讓學(xué)生不時地感悟題目中所蘊(yùn)含的數(shù)學(xué)思想方法,自然而然地掌握它.不經(jīng)歷煩瑣計算的風(fēng)雨洗禮,也能見到美麗的彩虹,甚至是更快地見到它!
1.中華人民共和國教育部.普通高中數(shù)學(xué)課課程標(biāo)準(zhǔn)(試驗)[M].北京:人民教育出版社,2004.
2.謝全苗.數(shù)學(xué)解題教學(xué)中要辯證地看待“通法”與“巧法”[J].數(shù)學(xué)通報,2001(6).F