宋百慶
◆摘 ?要:構(gòu)造法指在題解過(guò)程中通過(guò)構(gòu)造一個(gè)合適的中介來(lái)找到解決問(wèn)題的方法,它是數(shù)學(xué)教學(xué)中的一種基本方法,可以簡(jiǎn)化圓錐曲線問(wèn)題,降低解題難度?;诖耍疚木唧w分析了高中圓錐曲線解題過(guò)程中構(gòu)造法的運(yùn)用方法。
◆關(guān)鍵詞:圓錐曲線;構(gòu)造法;解題思路
構(gòu)造法是數(shù)學(xué)中的一種基本思想方法,指在題解過(guò)程中通過(guò)構(gòu)造一個(gè)合適的中介來(lái)找到解決問(wèn)題的方法。圓錐曲線是高中數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)中的重難點(diǎn),學(xué)生需要在解題過(guò)程中不斷總結(jié)經(jīng)驗(yàn),尋找更加高效的解題方法與解題思路。構(gòu)造法是圓錐曲線中常見(jiàn)的一種解題方式,甚至在解題過(guò)程中起到了十分關(guān)鍵的作用,下面我們將具體分析構(gòu)造法在高中圓錐曲線解題過(guò)程中的使用方法。
一、構(gòu)造命題
當(dāng)所需要解決的圓錐曲線問(wèn)題已知條件中并沒(méi)有給出明確的依據(jù),需要學(xué)生自己通過(guò)推導(dǎo)或總結(jié)相關(guān)命題,從而解決問(wèn)題的構(gòu)造方法就叫做構(gòu)造命題法。構(gòu)造命題的正確性是構(gòu)造命題法在解決圓錐曲線中的最關(guān)鍵因素,需要學(xué)生在日常學(xué)習(xí)中深入掌握相關(guān)命題。為了讓學(xué)生在構(gòu)造命題法的應(yīng)用中更加靈活,一方面教師要在圓錐曲線中融入大量構(gòu)造命題的案例分析,讓學(xué)生掌握解決圓錐曲線問(wèn)題的方法,獲得更多的思考與解決問(wèn)題經(jīng)驗(yàn)。另一方面,教師應(yīng)注重對(duì)學(xué)生能力的培養(yǎng),提高學(xué)生使用構(gòu)造命題解決問(wèn)題的意識(shí),幫助他們養(yǎng)成良好的解題習(xí)慣。
例1:設(shè)橢圓方程為[(x-2t)29+(y+t2)29=1],試求其中心軌跡關(guān)于M(-1,1)對(duì)稱圖形軌跡方程式。
分析:在解決這道問(wèn)題時(shí),我們就需要采用構(gòu)造命題法,首先要引用命題,從題目已知中可知方程f(x,y)關(guān)于點(diǎn)M([x0,y0])對(duì)稱曲線方程為[2x0-x,2y0-y=0]。設(shè)橢圓的中心為(x,y),根據(jù)題目的已知我們可知,x=2t,y=[t2],將其帶入到方程中我們可得橢圓中心軌跡方程為f(x,y)=[x2+4y=0],由此可得(-2-x)2+4(2-y)=0,因此其軌跡方程為(x+2)2=4(2-y)。該題目已知條件中并沒(méi)有明確告訴我們曲線方程中關(guān)于點(diǎn)對(duì)稱的方程式,此時(shí)采用構(gòu)造命題的方式可以快速幫助我們找到解題的關(guān)鍵,進(jìn)而獲得有效的解題思路。
二、構(gòu)造函數(shù)
函數(shù)是高中階段學(xué)習(xí)的重點(diǎn)內(nèi)容,學(xué)生在面對(duì)函數(shù)問(wèn)題時(shí)也不會(huì)陌生。在解決圓錐曲線的問(wèn)題時(shí),我們可以充分利用函數(shù)的特點(diǎn),通過(guò)構(gòu)造函數(shù)的方式來(lái)解決最大值、最小值的問(wèn)題。因此,構(gòu)造函數(shù)也是構(gòu)造法在圓錐曲線中常見(jiàn)的應(yīng)用方法。幫助學(xué)生掌握構(gòu)造函數(shù)的方法需要教師注重日常教學(xué)中對(duì)圓錐曲線常用函數(shù)進(jìn)行詳細(xì)的講解,幫助學(xué)生掌握函數(shù)構(gòu)造的方法。[2]同時(shí),還要加強(qiáng)對(duì)例題的講解,引導(dǎo)學(xué)生快速找到解決問(wèn)題的突破口。
例2:已知圓[C1:x2+(y-2)2=1],直線l:y=-1,有一動(dòng)圓C與C1外切,且與直線l相切。
1.求動(dòng)圓圓心C的軌跡M的方程
2.直線l與軌跡M在第一象限相切,其切點(diǎn)為p,直線l的斜率為k,過(guò)點(diǎn)作直線l的垂線恰好經(jīng)過(guò)點(diǎn)A(0,6),并與軌跡M相交于點(diǎn)Q(P與Q不重合),設(shè)S為[?POQ](O為坐標(biāo)原點(diǎn))的面積,求S值為多少。
分析:該例題的第一問(wèn)主要通過(guò)判斷圓C的位置來(lái)確定y+1>0,第二問(wèn)則利用了構(gòu)建導(dǎo)函數(shù)的方式來(lái)得出直線方程,從而求得切點(diǎn)坐標(biāo)。
三、構(gòu)造圖形
構(gòu)造圖形法是指在解決數(shù)學(xué)題目時(shí)通過(guò)題目已知條件來(lái)構(gòu)造出聯(lián)系已知和所求內(nèi)容的圖形來(lái)解決問(wèn)題的方法。構(gòu)造圖形法的使用對(duì)學(xué)生幾何思維水平要求較高,需要充分利用圖形的最直觀特點(diǎn),融合邏輯思維與形象思維。
例3:已知[F1]、[F2]是橢圓上的兩個(gè)焦點(diǎn),且橢圓上存在一點(diǎn)P使[∠F1PF2=90°],求離心率e的范圍。
分析:解決該問(wèn)題我們可以采用兩種方法
通過(guò)對(duì)比這兩種解題方法我們可以看出,第一種方式就是我們所說(shuō)的構(gòu)造圖形的方法,這種方式從幾何的角度去進(jìn)行問(wèn)題的分析,與第二種方法相比大大降低了運(yùn)算量,省去了許多不需要進(jìn)行計(jì)算的步驟,更加適合與計(jì)算能力較差的學(xué)生,同時(shí)也可以提高學(xué)生在解題過(guò)程中的效率。
四、構(gòu)造方程
構(gòu)造方程實(shí)際上就是要通過(guò)問(wèn)題的結(jié)構(gòu)特征和數(shù)量關(guān)系來(lái)發(fā)掘出其中所包含的已知和位置因素,從而巧妙解決圓錐曲線問(wèn)題。[3]在使用構(gòu)造方程的方法時(shí),我們需要對(duì)題目的已知進(jìn)行充分的分析,掌握已知條件中所給出的數(shù)量關(guān)系,然后在根據(jù)方程思想、方程根的定義等方程知識(shí)來(lái)解決問(wèn)題。
五、構(gòu)造不等式
不等式學(xué)習(xí)一直都是高中數(shù)學(xué)教學(xué)階段中的重難點(diǎn),其涉及的知識(shí)內(nèi)容較多,且解題過(guò)程相對(duì)來(lái)說(shuō)比較復(fù)雜。在圓錐曲線的問(wèn)題中經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)求取值范圍的案例,此時(shí)融入不等式的知識(shí)內(nèi)容將會(huì)起到事半功倍的效果。例5:已知橢圓C的方程為
分析:這道例題共兩問(wèn),第一問(wèn)橢圓C的離心率可以根據(jù)已知中的橢圓方程直接求得。因此本題的難點(diǎn)主要在第二問(wèn)上。因?yàn)轭}目已知中所給出的A點(diǎn)坐標(biāo)比較特別,且B點(diǎn)為橢圓上的一點(diǎn),所以我們可以根據(jù)兩條直線之間的垂直關(guān)系來(lái)找到兩個(gè)坐標(biāo)之間的關(guān)系,然后在根據(jù)直線長(zhǎng)度坐標(biāo)計(jì)算方法進(jìn)行化解,構(gòu)造出不等式關(guān)系,通過(guò)求解不等式來(lái)求得AB之間的最小值。
六、結(jié)論
構(gòu)造法是解決圓錐曲線問(wèn)題時(shí)常用的一種方法,熟練掌握構(gòu)造法將對(duì)提高解題質(zhì)量與解題效率起到積極的作用。但同時(shí),對(duì)于高中生來(lái)說(shuō)想要真正的做到牢固掌握和靈活運(yùn)用并不容易。特別是圓錐曲線問(wèn)題本身難度就大,構(gòu)造法的應(yīng)用更是對(duì)高中生的一項(xiàng)挑戰(zhàn)。為了讓學(xué)生更好的掌握構(gòu)造法的使用方法,教師必須要加強(qiáng)對(duì)這一解題方法的重視程度,有意識(shí)的在學(xué)生解題過(guò)程中培養(yǎng)他們的解題能力。
參考文獻(xiàn)
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[3]洪云松.高中數(shù)學(xué)圓錐曲線解題中構(gòu)造法的使用[J].農(nóng)家參謀,2017(13):160.