[摘? 要] 文章通過(guò)對(duì)圓錐曲線的一個(gè)定點(diǎn)問(wèn)題的探究,得出該問(wèn)題的一般形式,并且以此為基礎(chǔ),經(jīng)過(guò)類比遷移,解決了另一個(gè)與之相關(guān)的定值問(wèn)題.
[關(guān)鍵詞] 圓錐曲線;定點(diǎn)定值;推廣
命題研究的一個(gè)樸素目標(biāo)是對(duì)命題的結(jié)論部分不斷加強(qiáng),對(duì)命題的條件部分不斷減弱,從而獲得命題更為深刻的形式;命題研究的最終目標(biāo)是為了更好地理解命題,使得原本略顯突兀的命題最終變得簡(jiǎn)單自然. 兩者相輔相成,命題的深刻形式有益于認(rèn)識(shí)命題的本質(zhì)特征. 本文探討吳世星老師提出的一個(gè)命題,通過(guò)對(duì)條件進(jìn)行減弱,最終得出這一命題的一般形式.
吳世星老師在文[1]對(duì)一道解析幾何中的拋物線試題進(jìn)行了深入探討,運(yùn)用類比思想最后得出橢圓和雙曲線中也有類似的結(jié)論成立,概括如下:
緊接著,吳世星老師對(duì)命題1進(jìn)一步思考后發(fā)現(xiàn)可以對(duì)圓錐曲線這一定點(diǎn)定值命題的結(jié)論部分進(jìn)行推廣,給出了橢圓和雙曲線兩種情形的命題表述,概括如下:
從這一角度來(lái)看,命題1其實(shí)是對(duì)中學(xué)數(shù)學(xué)教師討論多年的圓錐曲線對(duì)定點(diǎn)張直角弦過(guò)定點(diǎn)問(wèn)題的逆向思考. 事實(shí)上,鄒生書老師已經(jīng)在文[2]中指出:圓錐曲線對(duì)定點(diǎn)張直角弦過(guò)定點(diǎn)的逆命題是成立的(關(guān)于這一問(wèn)題的推廣最為徹底的是許書華老師在文[3]中提出的). 可見文[1]提出的命題1并非新命題.
繼續(xù)考察文[1]提出的命題2,從吳世星老師證明命題2的過(guò)程來(lái)看,文[1]限制“點(diǎn)M在圓錐曲線的內(nèi)部”,這一條件是可以去掉的. 本文要探討的是命題2中的條件“點(diǎn)M在x軸上”是否也能夠去掉. 經(jīng)過(guò)一番艱難計(jì)算,最終確認(rèn)這一條件也是可以去掉的,即如下命題是成立的:
考慮到使用圓錐曲線統(tǒng)一方程證明命題3的計(jì)算過(guò)程過(guò)于復(fù)雜,因此下面分橢圓、雙曲線和拋物線三種情形證明命題3.
首先,考察命題3中的橢圓情形:
綜合命題3.1、命題3.2和命題3.3可知命題3是正確的.
推廣命題的動(dòng)機(jī)源于希望獲得對(duì)命題的本質(zhì)理解,然而推廣命題需要關(guān)注兩個(gè)問(wèn)題:關(guān)注推廣所得命題是否已由他人提出,即注意推廣的創(chuàng)造性;關(guān)注推廣命題是否是本質(zhì)的,即注意推廣的深刻性.
通過(guò)上述討論可以發(fā)現(xiàn),前文已經(jīng)指出吳世星老師獲得的命題1是重復(fù)推廣的,而吳世星老師將命題1推廣為命題2則具有創(chuàng)造性.命題2可以視為是對(duì)“圓錐曲線對(duì)定點(diǎn)張直角弦過(guò)定點(diǎn)問(wèn)題”的另一角度的有益探索.
推廣的重復(fù)性有時(shí)極具隱蔽性而不易察覺,需要小心謹(jǐn)慎.下面以一個(gè)案例對(duì)此進(jìn)行解釋說(shuō)明.
徐道老師曾在文[4]指出張忠旺老師對(duì)“圓錐曲線對(duì)定點(diǎn)張直角弦過(guò)定點(diǎn)問(wèn)題”的推廣是非實(shí)質(zhì)性的,并且嘗試給出這一問(wèn)題的一個(gè)實(shí)質(zhì)性推廣.徐道老師提出的推廣命題概括如下:
因?yàn)辄c(diǎn)M,N實(shí)際上是過(guò)定點(diǎn)P的圓錐曲線相交弦的中點(diǎn),其軌跡是一條圓錐曲線(如圖1所示),而且點(diǎn)P也在其軌跡上. 因此徐道老師提出的這一命題,其實(shí)與如下命題是等價(jià)的:
實(shí)際上這一命題早在文[3]中就由許書華老師提出了,它并非是對(duì)“圓錐曲線對(duì)定點(diǎn)張直角弦過(guò)定點(diǎn)問(wèn)題”的實(shí)質(zhì)性推廣. 類似的問(wèn)題也出現(xiàn)在文[6]中. 由此可見,推廣命題是一件非常需要縝密思考的事情,稍微不慎就有可能遭受挫折.
根據(jù)查閱到的文獻(xiàn),發(fā)現(xiàn)許書華老師的文[3]是對(duì)“圓錐曲線對(duì)定點(diǎn)張直角弦過(guò)定點(diǎn)問(wèn)題”從斜率角度給出的最為徹底的推廣. 吳世星老師提出的命題2和本文進(jìn)一步推廣獲得的命題3則是從向量數(shù)量積的角度給出的另一個(gè)推廣.
最后需要指出的是:本文從解析幾何的角度給出命題3的證明無(wú)法揭示命題3的本質(zhì),能否給出本文提出的命題3一個(gè)本質(zhì)的證明呢?囿于自身能力,筆者嘗試了很長(zhǎng)時(shí)間,始終不得其解. 希望讀者能夠在本文的基礎(chǔ)上進(jìn)一步思考,給出命題3合理的解釋,那么對(duì)命題2的推廣才能算是完整的.
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[6]? 林新建. 圓錐曲線的一個(gè)有趣性質(zhì)[J]. 數(shù)學(xué)通訊,2009(08):18-20.
作者簡(jiǎn)介:傅毓?jié)?970—),滁州中學(xué)數(shù)學(xué)教研組長(zhǎng),滁州市學(xué)科帶頭人. 先后主持完成省級(jí)課題2個(gè),市級(jí)課題2個(gè),在《中學(xué)數(shù)學(xué)》《高中數(shù)理化》《中學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)參考》等雜志發(fā)表過(guò)多篇文章,指導(dǎo)多名教師獲得安徽省優(yōu)秀課一等獎(jiǎng).