梁修曦
(湖北省十堰市鄖陽中學(xué) 442000)
圖1
生2:也可直接設(shè)MN的方程為y=kx+m,利用kAM·kAN=-1求得m與k的關(guān)系式,從而得到定點(diǎn)的坐標(biāo).
師:這兩種思路都很好,請你們寫出求解過程.
師:這兩種方法均為證明直線恒過定點(diǎn)問題的通性通法. 比較來看,那種方法稍好一些呢?
生3:方法1思路簡潔,依照題意直接計算即可.
生4:方法2目標(biāo)明確,求哪條直線過定點(diǎn),就設(shè)哪條直線方程為y=kx+m,再尋找m與k的關(guān)系式,計算都很常規(guī).
生5:兩種方法都差不多.
師:既然大家難以取舍,接下來我們看變式1,再次體驗(yàn)一下.
變式1在問題1中,將A點(diǎn)坐標(biāo)改為(2,0),其他條件和求證不變.
師:其他同學(xué)有什么辦法解決這個問題嗎?
師:回答正確,我們在解決定點(diǎn)問題中,有時要靈活運(yùn)用圖形的幾何性質(zhì)幫助我們的計算.再次對比,我們發(fā)現(xiàn):方法1涉及到方程的化簡,有時會比較復(fù)雜,而方法2的計算量就稍小一些,運(yùn)用起來更方便.
生9:問題1還有更簡單的解法!
師:好,請你給大家講一講.
生9:因?yàn)檫@里是兩直線的斜率之積等于-1,我們可以聯(lián)想到韋達(dá)定理.
師:非常精彩!這是此類問題的一種巧解.聯(lián)想到韋達(dá)定理,巧妙地將橢圓方程變形為以斜率為主元的二次方程,使計算量大幅減少,值得大家學(xué)習(xí)!
圖2
綜上知,以MN為直徑的圓恒過定點(diǎn)(0,1).
師:回答正確,這就是“找定點(diǎn)”問題的通性通法.其步驟是:先假設(shè)存在符合題目條件的點(diǎn),再化圖形特征為代數(shù)計算,看能否找到方程的解.最后再驗(yàn)證方程的解是否符合題目要求.其中會涉及到恒成立或代數(shù)式為定值的問題,需認(rèn)真觀察式子的結(jié)構(gòu),找到對應(yīng)的辦法.
最后,請大家再觀察問題1和2,它們有什么聯(lián)系?
生11:它們是對偶問題,問題1是已知以MN為直徑的圓過定點(diǎn),求直線過的定點(diǎn);問題2是直線轉(zhuǎn)動,求圓過的定點(diǎn).
師:對,它們其實(shí)是同一個問題從兩種不同角度設(shè)問.這類問題有一個一般性結(jié)論,大家下課后可以繼續(xù)探究:
在備本節(jié)復(fù)習(xí)課時,筆者的主要思路是設(shè)計一組關(guān)聯(lián)題目,求解時能用到“證定點(diǎn)”和“找定點(diǎn)”兩類問題的全部方法和技巧.問題1是一個“證定點(diǎn)”問題,解答中涵蓋了動點(diǎn)坐標(biāo)設(shè)題法和動直線方程設(shè)題法,為了比較兩種方法的優(yōu)劣,引入了變式1,同時也滲透了利用圖形對稱性輔助計算的技巧;利用韋定理巧解則是本節(jié)課的意外收獲,體現(xiàn)了學(xué)生思維的靈活多變.問題2是一個“找定點(diǎn)”問題,它需要“先猜后證”,把動態(tài)幾何特征變化轉(zhuǎn)化為代數(shù)計算,進(jìn)而找到定點(diǎn).而對恒等式的處理,也是學(xué)生的弱項(xiàng),需要學(xué)生具備良好的觀察和分析能力.最后,通過對比,看清問題1和2的本質(zhì)是同一個問題的兩種不同角度設(shè)問,進(jìn)而提煉總結(jié)出一般性的結(jié)論.
總之,定點(diǎn)問題在高中圓錐曲線教學(xué)中是熱點(diǎn)問題,也是一個難點(diǎn),它既考查學(xué)生的計算推理能力,更注重學(xué)生對動態(tài)問題的處理能力,鍛煉學(xué)生熟練地將“數(shù)”的計算與“形”的分析結(jié)合起來.圓錐曲線章節(jié)的復(fù)習(xí)課更需要精心地設(shè)計問題,通過橫向深挖縱向拓展,一方面可以減少部分重復(fù)的計算,直接進(jìn)入核心的思維環(huán)節(jié),又可以促進(jìn)學(xué)生構(gòu)建完整的知識網(wǎng)絡(luò),讓課堂更高效生動.