摘要:高中數(shù)學課堂如何通過有限的授課時間激發(fā)學生學習的積極性,培養(yǎng)學生的數(shù)學素養(yǎng),是高中數(shù)學課堂是否高效的一個重要標志,筆者通過一道解析幾何題的解法探究,充分挖掘了題目的各種解法,使得學生對橢圓的認識有了進一步地加深。
關鍵詞:高中數(shù)學;有效課堂;解析幾何;橢圓
問題的提出:已知橢圓x24+y23=1,F(xiàn)為左焦點,A,B,C為右、下、上定點,設M是BC上一點,射線MF交橢圓于點N,NF=λFM,求FM的取值范圍。
法一:設出M點坐標,利用向量式的等量關系,結合N點在橢圓上求解
設M(0,b),則FM=(1,b),
NF=λFM=(λ,λb),N(-1-λ,-bλ)
∵N在橢圓上,
∴(-1-λ)24+(-bλ)23=1
3(1+λ)2+4b2λ2-12=0
3+6λ+3λ2+4b2λ2-12=0
4b2λ2=-3λ2-6λ+9
b2=-3λ2-6λ+94λ2,b∈[-3,3]
b2∈[0,3],則-3λ2-6λ+94λ2∈[0,3]
∴λ∈35,1
法二:設直線MN的斜率為k,結合k的范圍求解
△NFD∽△MFO,
∴DFFO=|-1-xN|1
由題意,直線MF的斜率一定存在,設為k,所以直線的方程為y=k(x+1)
由y=k(x+1)x24+y23=1得(4k2+3)x2+8k2x+4k2-12=0
x=-8k2±12k2+14k2+3(取負)
∴xN=-8k2-12k2+14k2+3
λ=NFFM=|-1-xN|=6k2+1-34k2+3
又k∈[-3,3]
令t=6k2+1-3∈[3,9]
∴λ=9tt2+6t=9t+6∈35,1
法三:綜合解法一和解法二,該種解法變量較多
設M(0,b),則kMA=b1=b
則lMN:y=b(x+1),設N(m,b(m+1))
代入橢圓可得m24+b2(m+1)23=1
整理可得:
3m2+4b2(m2+2m+1)=12
∴b2=12-3m24(m+12)
λ2=NF2FM2=(m+1)2+b2(m+1)2b2+1=(b2+1)(m+1)2b2+1=(m+1)2
又由y=3(x+1)x24+y23=1得x=0或x=-85
∴m∈-2,-85,λ2∈925,1
∵NF,F(xiàn)M方向相同,∴λ>0
∴λ∈35,1
法四:利用橢圓的第二定義解題
設點N到直線l的距離為d,
設∠MFO=θ,
SF=-c--a2c=a2c-c=3,θ∈-π3,π3
DF=NF·cosθ
d=SF-DF=3-NF·cosθ(1)
將e=NFd代入(1)式,得到
NFe=3-NF·cosθ
∴2NF=3-NF·cosθ
NF=32+cosθ
FM=FOcosθ=1cosθ
λ=|NF||FM|=32+cosθ1cosθ=32cosθ+1
∵θ∈-π3,π3,cosθ∈12,1
∴λ∈35,1
作者簡介:
周林,江蘇省高郵市,高郵市第二中學。