李桂英
著名科學(xué)家牛頓提出:“在教學(xué)中的例子比定律更重要”。在高三總復(fù)習(xí)中精選一些涉及面廣、思路開(kāi)闊、解法靈活、應(yīng)用廣泛且具有代表性的典型題目,引導(dǎo)學(xué)生積極思考,主動(dòng)探究,是扎實(shí)“三基”,開(kāi)拓思路,培養(yǎng)創(chuàng)新思維能力,擺脫“題?!睉?zhàn)術(shù),提高復(fù)習(xí)效果的有效途徑之一。在復(fù)習(xí)解析幾何直線這部分內(nèi)容時(shí),我精選例題,通過(guò)多角度、多層次、全方位的思考,探索出了解題的多種途徑和方法,激發(fā)了學(xué)生濃厚的學(xué)習(xí)興趣,培養(yǎng)了學(xué)生多向思維的能力。
題目:設(shè)直線L經(jīng)過(guò)點(diǎn)A(2,4),它被二平行線x-y+1=0,x-y+2=0所截線段的中點(diǎn)在直線x-2y+3=0上,求此直線方程。
下面以分析思路,介紹解題方法為主,解題過(guò)程從簡(jiǎn)。如圖,設(shè)直線x-y+1=0,x-y+2=0,x+2y-3=0依次為L(zhǎng)1,L2,L3,所求直線為L(zhǎng)。顯然,點(diǎn)A在直線L2上。
解法1:(點(diǎn)斜式)設(shè)L的方程為y=k(x一2)+ 4,L與L1,L3分別相交于點(diǎn)B、M,解L、L1對(duì)應(yīng)的方程組,得點(diǎn)B的坐標(biāo),由中點(diǎn)公式得點(diǎn)M的坐標(biāo)(含K),再代入L3的方程,求得 ,從而得出的方程為 5x-4y+6=0。
由此,學(xué)生立刻想到下面兩種方法。
解法2:(斜截式)設(shè)L的方程為y=kx+b,將點(diǎn)A的坐標(biāo)帶入,得4=2k+b,b=4-2k,∴y=kx+4-2k。以下解法同解法1(略)。
解法3:(截距式)設(shè)L的方程 ,以下同解法2(略)。
問(wèn):直線方程還有什么形式?考慮片刻,學(xué)生異口同聲:兩點(diǎn)式和一般式。本題用一般式,顯然十分復(fù)雜,于是有:
解法4:(設(shè)點(diǎn)法)設(shè)B(x0,y0),由中點(diǎn)公式得點(diǎn)M的坐標(biāo)( ),分別帶入L1、L3的方程,解方程組得點(diǎn)B的坐標(biāo),再由兩點(diǎn)式求得L的方程。
解法5:(設(shè)點(diǎn)法)設(shè)M( ),由對(duì)稱(chēng)性得點(diǎn)B的坐標(biāo)(2x-2,2y-4),以下類(lèi)解法4。
以上解法都要解方程組,尤其含參數(shù)的方程組,計(jì)算量很大。同學(xué)們思考,有沒(méi)有避免求交點(diǎn)的其他方法?
心理學(xué)原理提出:在人的心靈深處都有一個(gè)根深蒂固的需要,這就是自己是一個(gè)發(fā)現(xiàn)者、研究者。上述問(wèn)題的提出,如一石擊起千層浪,激蕩著學(xué)生的想象力和好奇心。經(jīng)過(guò)短暫的討論和思索,很快就有不少學(xué)生提出“用同一字母表示點(diǎn)的坐標(biāo)”——科學(xué)設(shè)點(diǎn)法。
解法6;(科學(xué)設(shè)點(diǎn)法)設(shè)B(x0,x0+1),由中點(diǎn)公式及點(diǎn)M的坐標(biāo),代入L3的方程,只需解一個(gè)一元一次方程,簡(jiǎn)潔明快、賞心悅目。
解法7:(科學(xué)設(shè)點(diǎn)法)設(shè)M(x0, ,由對(duì)稱(chēng)性即點(diǎn)B的坐標(biāo),代入L1的方程,輕而易舉地得x0的值,問(wèn)題迎刃而解。
在學(xué)生的想法產(chǎn)生奇效,得到老師肯定,品嘗自己勞動(dòng)的甜果,求知欲處于亢奮狀態(tài)的時(shí)刻,教師不失時(shí)機(jī)地稍加點(diǎn)撥,學(xué)生的思維觸角必然伸向一個(gè)新的領(lǐng)域。
請(qǐng)大家考慮:AB的中點(diǎn)還在哪一條特殊直線上?又一個(gè)問(wèn)題的提出,將本來(lái)活躍的氣氛推向新的高潮,人人想成為“新大陸”的發(fā)現(xiàn)者。紛紛舉手回答;在平行于直線L1,L2且與兩直線距離相等的直線L4上,問(wèn)題的焦點(diǎn)又集中到求L4上。
在解法8-14中,求出L4的方程后,尚需解方程組求點(diǎn)M的坐標(biāo)。能否找到繞過(guò)交點(diǎn)的解法?學(xué)生借圖思解,注意到L是經(jīng)過(guò)L3和L4交點(diǎn)的直線這個(gè)事實(shí),答案自然成竹在胸。
解法15:(利用直線系方程)設(shè)L的方程x+2y-3+ =0 ,將點(diǎn)A的坐標(biāo)代入,得 的值,直赴目標(biāo),引人入勝。
在學(xué)生激情猶酣、思維活躍、浮想聯(lián)翩、欲要不能的情況下,及時(shí)引導(dǎo)他們解后反思,歸納出規(guī)律性的東西。
由解法6、7的巧妙設(shè)點(diǎn),聯(lián)想二次曲線中,拋物線上的點(diǎn)能否同一字母設(shè)出?回答是肯定的。而圓和橢圓上的點(diǎn)用x或y來(lái)表示就困難了。同學(xué)們有什么好的設(shè)法?他們?cè)凇白罱l(fā)現(xiàn)區(qū)”讓自己的思維馳騁,很快想到參數(shù)方程。如橢圓 上的點(diǎn)可以設(shè)為( , )。從而總結(jié)出曲線上設(shè)點(diǎn)的技巧:
若曲線方程的變量中至少有一個(gè)是一次,則曲線上的點(diǎn)可用“科學(xué)設(shè)點(diǎn)”法;若方程中的兩個(gè)變量都是二次,則可考慮用參數(shù)法設(shè)點(diǎn)。這樣設(shè)點(diǎn),常常可以把一些復(fù)雜的、運(yùn)算量大的,以至難以解決的問(wèn)題變得簡(jiǎn)單了,易解了。這也從一個(gè)側(cè)面突出了學(xué)習(xí)參數(shù)方程的必要性和采用參數(shù)法解決問(wèn)題的優(yōu)越性,充分體現(xiàn)了數(shù)學(xué)的簡(jiǎn)單性原則。
僅一道習(xí)題的解答,覆蓋了直線一章的多方面知識(shí),涉及到求直線方程的多種方法,并通過(guò)橫向聯(lián)想,勾通了解析幾何各章內(nèi)容之間的聯(lián)系,使問(wèn)題的解決得到升華,還為后繼內(nèi)容的復(fù)習(xí)作了鋪墊。面對(duì)浩瀚“題?!保倍噘Y料,復(fù)習(xí)中,精選精講典型習(xí)題,調(diào)動(dòng)學(xué)生的參與意識(shí),在生動(dòng)活潑的情景中,使學(xué)生不僅牢固地掌握了知識(shí)內(nèi)容,方法技巧,更重要的是提高了學(xué)生的創(chuàng)新思維品質(zhì),提高了復(fù)習(xí)效率。