李桂娟
解析幾何的學(xué)科特征是“算”,題目一般計(jì)算量較大且有一定的技巧性,對(duì)學(xué)生的意志品質(zhì)和數(shù)學(xué)機(jī)智都是一種考驗(yàn)和檢測(cè),需要學(xué)生的“精打細(xì)算”,品出其中的“幾何味”來,它的第一步是把幾何條件轉(zhuǎn)化為代數(shù)語言,其中的橋梁是三個(gè)公式:與線段有關(guān)的,用距離公式;與線段比有關(guān)的,考慮定比分點(diǎn)的坐標(biāo)公式;與角有關(guān)的,嘗試斜率和夾角公式,這是基本點(diǎn),一經(jīng)轉(zhuǎn)化,解析幾何問題就成了方程或者函數(shù)問題,譬如,討論一元二次方程根的情況,解二元二次方程組,求代數(shù)式的最大值或最小值,等等,而解析幾何的解題機(jī)智,主要表現(xiàn)在如何選擇合理的運(yùn)算路徑上,也就是坐標(biāo)法、向量法和綜合運(yùn)用幾何性質(zhì)推演這三種運(yùn)算的選擇上.
1 問題的呈現(xiàn)
這是過焦點(diǎn)的直線被圓錐曲線截得的弦被焦點(diǎn)分成線段比,同時(shí)已知直線的傾斜角,求圓錐曲線的離心率問題,本題可寫出直線方程,通過聯(lián)立橢圓和直線方程,采用三個(gè)公式解答,這是通性通法,但運(yùn)算量較大,讓不少學(xué)生望而卻步;也可利用橢圓的第二定義將問題轉(zhuǎn)化為平面幾何圖形的性質(zhì)進(jìn)行探究,但是現(xiàn)行人教A版教材只把橢圓的第二定義當(dāng)作例題處理,明顯淡化了橢圓的第二定義及其應(yīng)用,難道就拿此題束手無策了嗎?能否找到解決此類問題的捷徑?因此解析幾何的解題機(jī)智該派上用場(chǎng)了,需要尋求有效的解題策略.
2 問題的解決
3 問題的拓展
從母題的求解過程來看,融入了解決三角形問題的基本策略:第一步,引入變量,設(shè)邊設(shè)角;第二步,利用正弦定理、余弦定理、面積公式建立起待求值關(guān)于所設(shè)變量的函數(shù),或待求值關(guān)于所設(shè)變量的方程;第三步,基于函數(shù)與方程思想解決問題,母題利用了兩次余弦定理,根據(jù)兩個(gè)角互補(bǔ),則這兩個(gè)角的余弦值互為相反數(shù)來建立等量關(guān)系,通過解方程獲解,眾所周知,解析幾何的基本思想,是用代數(shù)方法研究幾何問題,但是,事物都是一分為二的,如果過分強(qiáng)調(diào)某一種方法,必然會(huì)使學(xué)生形成思維定勢(shì),
從方法論的角度來講,就是轉(zhuǎn)換視角,常態(tài)方案不行,換一個(gè)方案就行了;這種說法與思路不通,換一個(gè)說法就通了;在一個(gè)領(lǐng)域內(nèi)繁雜的問題,換一個(gè)領(lǐng)域就簡(jiǎn)單了,如若不是這樣,靠什么考查能力?所謂試題的創(chuàng)新,本質(zhì)上是視角的轉(zhuǎn)換,我們的解題教學(xué),就是要用創(chuàng)新應(yīng)對(duì)創(chuàng)新,用轉(zhuǎn)換應(yīng)對(duì)轉(zhuǎn)換,
從類比所得的結(jié)論來看,橢圓和雙曲線的離心率只差一個(gè)符號(hào),形式上非常對(duì)稱,而拋物線的離心率等于1,只需令雙曲線的離心率等于1,即得拋物線的結(jié)論,就如同把拋物線看成雙曲線的一支,非常奇妙,這不得不讓人感嘆數(shù)學(xué)之奇,數(shù)學(xué)之美,
需要指出的是,直線必須要過圓錐曲線的焦點(diǎn),也就是線段AB必須是焦點(diǎn)弦,事實(shí)上,結(jié)論中出現(xiàn)了三個(gè)量:直線的傾斜角a、焦點(diǎn)分弦AB所成的比λ以及圓錐曲線的離心率e,根據(jù)方程的思想,只要已知其中任意兩個(gè)量,就能求第三個(gè)量.
4 結(jié)論的應(yīng)用
5 策略的反思
怎樣思維比思維什么更重要,利用其它領(lǐng)域的方法來解決這個(gè)領(lǐng)域的問題,利用解三角形的眼光看待解析幾何問題,對(duì)學(xué)生的思維產(chǎn)生的是一種良性刺激,母題的解法抓住了形的特征,在充分分析圖形特征的基礎(chǔ)上,引入了邊變量,借助余弦定理的兩次運(yùn)用,建立起關(guān)于邊變量的方程,采用“設(shè)而不求法”,通過解方程輕松獲得問題的答案,此解法體現(xiàn)了數(shù)形結(jié)合思想、函數(shù)與方程思想,避開了解析幾何中的坐標(biāo)與方程的繁瑣運(yùn)算,減少了運(yùn)算量,而且思路清晰,過程優(yōu)美,同時(shí),靈活應(yīng)用解三角形的策略推出圓錐曲線離心率的統(tǒng)一公式,不僅有效地鞏固了知識(shí),而且使學(xué)生感慨公式的強(qiáng)大致簡(jiǎn)功能,數(shù)學(xué)理性精神給以數(shù)學(xué)結(jié)論探尋的動(dòng)力,數(shù)學(xué)結(jié)論是數(shù)學(xué)理性精神的結(jié)晶,數(shù)學(xué)結(jié)論的應(yīng)用更是數(shù)學(xué)理性精神的魅力和威力所在,精彩結(jié)論來自不斷的探索與反思,學(xué)會(huì)思考、善于變式,使自己的思維處于一個(gè)“流動(dòng)”的狀態(tài),能從一個(gè)問題的“生長(zhǎng)點(diǎn)”、一個(gè)“母題”、一個(gè)“題根”出發(fā),通過不斷地感悟與聯(lián)想、反思與提煉,調(diào)整與優(yōu)化,自動(dòng)自發(fā)地拓展出更多的新穎結(jié)論來,是教師帶領(lǐng)學(xué)生一起打造智慧課堂的有效途徑.