王圣昊
本題是2017年泰州市高三一模試題,考場上難住了我們很多考生,大家普遍認為該題較難,無從下手,本人在老師的指導下,經(jīng)過一番研究,得出四種解決方案,分享給同學們.
一、不等式法
思路分析求線段BC的長的取值范圍,最直接的想法是通過不等式來解決.
由幾何中求圓的弦長的基本方法:設BC=x,取BC的中點為M,連結OA,OM,MA,OB,由垂徑定理求出OM,再由三角形△OAM,列不等式可解.
點評 圓的幾何性質(zhì)常常是解決圓的問題的最直接、最有效的方法.在三角形中常用兩邊之和大于第三邊和兩邊之差小于第三邊,求代數(shù)式的最值或取值范圍.
二、軌跡法
思路分析上面通過構建不等式使問題獲得了解決,但作為解析幾何題我們更想通過解析的方法來解決.
點評 軌跡問題是解析幾何的兩大核心內(nèi)容之一,求點的軌跡方程最常用、最基本、最簡潔的一種方法是直接法:直接設出動點的坐標,根據(jù)題意列出幾何關系式,代入動點的坐標并化簡,得出動點的軌跡方程.
圓上的動點到一個定點的距離的最小值和最大值分別為d-r和d+r,其中r為圓的半徑,d為定點到圓心的距離.
三、幾何法
在△OAM中,我們可以通過中線公式,求出MN的值,再利用三角形的性質(zhì)求出AM的取值范圍,從而求出BC的取值范圍.
點評解析幾何是通過代數(shù)方法(方程思想)來解決幾何問題,但反過來幾何的性質(zhì)也可以幫助開拓解題思路,優(yōu)化解題過程.如本題中應用的圓的性質(zhì)、三角形中線長公式和三角形的性質(zhì)等.
四、構造法
思路分析 上面三種方法都是直接探求弦長BC的取值范圍,我還發(fā)現(xiàn)了一個構造新的數(shù)學模型的方法.
同理:求BC長的最小值時,如圖5.
點評 通過構建新的數(shù)學模型來解決問題,比較新穎,但這種方法技巧性強,難度大,對我們能力要求高.本題解模過程中還應用了柯西不等式,也要求有相當多的知識儲備.
通過本文案例告訴我們,求某一代數(shù)式(或某幾何量)的取值范圍(或最值)的方法,主要有幾何法和代數(shù)法兩種.幾何法是借助幾何性質(zhì)知,何時(或何處)取得最值,從而求出該代數(shù)式(或該幾何量)的取值范圍(或最值);代數(shù)法是引入某個(或某些)變量,將該代數(shù)式(或該幾何量)表示為該變量的函數(shù)(或這些變量的代數(shù)式),再求該函數(shù)(或該代數(shù)式)的最值.