楊永剛,陳紅霞
(南充市高坪中學,四川 南充 637100)
文[1][2]是關于橢圓標準方程的推導及其發(fā)現(xiàn)、領悟的,其實雙曲線的標準方程也可采用其它的方法來化簡.在推導雙曲線的標準方程時,大多數(shù)教師都會采用教材[3]中的推導過程(即方法1,后文所說教材、教科書均指[3]),有時教師會提一下直接平方會更復雜一點,并順便否定其他的推導過程.本文采用五種方法來推導雙曲線的標準方程,并試著沿教材編寫者的意圖來分析這樣處理教材的原因.
僅從運算角度看,教材采用方法1的優(yōu)勢并不是很明顯,那么教材這樣處理的意義何在?通過筆者的教學,有以下發(fā)現(xiàn).
題目:點A、B的坐標分別是(-5,0),(5,0),直線AM,BM相交于點M,且它們斜率之積是,求點M的軌跡方程.
分析:設點M的坐標(x,y),那么直線AM,BM的斜率就可以表示成x,y的式子,由于它們斜率之積是,因此可以建立x,y之間的關系式,得出M的軌跡方程.啟示與發(fā)現(xiàn):
從中可以看出,雙曲線也可以描述為平面內到兩定點(-a,0),(a,0)(不包括這兩點)的連線斜率的積為定正值的點的軌跡.
題目:點M(x,y)到定點F(5,0)的距離和它到定直線的距離的比是常數(shù),求點M的軌跡.
化簡得:9x2-16y2=144,即
所以點M的軌跡就是實軸、虛軸長分別為8和6的雙曲線.
啟示與發(fā)現(xiàn):
將③式變形為:
方法4在數(shù)學史上采用得并不多,現(xiàn)在大多數(shù)人根本不熟悉,盡管在推導過程中還得到了焦半徑公式:⑧式.方法5巧妙的利用了平方,從而避免了出現(xiàn)根式,再利用作差,就很簡單得出了雙曲線的標準方程,對學生來說也會覺得自然,在課堂上可以介紹給學生.
不同結構的數(shù)學式子具有不同的數(shù)學內涵,代表著不同的幾何意義,但它們表示同一圖形——雙曲線.采用方法1不僅讓學生得到了雙曲線的標準方程,還理解了雙曲線的不同描述,教學生完整的了解雙曲線標準方程的含義,對雙曲線各種表述留下較為深刻的印象,這樣也對雙曲線的領悟更深刻.反過來,這也使得單調、繁瑣的運算過程變得生動而有活力,為雙曲線方程的靈活運用打下了堅實基礎.更重要的是讓學生明白,變的是形式,不變的是本質這一科學道理[4].