近期筆者在解題教學(xué)時(shí)遇到一道市級聯(lián)考題,考查了雙曲線的幾何性質(zhì),也考查了分析問題,解決問題的能力尤其是運(yùn)算求解能力,本文現(xiàn)對其解法進(jìn)行探究,并給出一般性的結(jié)論.
(1)求雙曲線C的方程;
(2)過點(diǎn)P的直線l與雙曲線C交于A,B兩點(diǎn),直線OP與直線AN交于點(diǎn)D.設(shè)直線MB,MD的斜率分別為k1,k2,求證:k1k2為定值.
1.推廣探究
評注:上述證明方法思路自然,邏輯順暢,利用設(shè)而不求和韋達(dá)定理策略處理斜率之積為定值問題,但是運(yùn)算量大,學(xué)生不易算到最后結(jié)果.
評注:此方法看似繁瑣,實(shí)質(zhì)有多次運(yùn)用同構(gòu)思想簡化運(yùn)算,利用二次函數(shù)的對稱性得到斜率關(guān)系,相比證法一減少了很多運(yùn)算量.而且有一個(gè)意外收獲,即kBN=kMD,因此可知BN∥MD,由此可得命題2.
2.類比探究
橢圓與雙曲線有很多相似的性質(zhì),于是考慮橢圓是否也具有相似的結(jié)論呢[1]?經(jīng)探究,可得如下命題:
以t=kMD,即kBN=kMD,所以BN∥MD.
評注:注意到點(diǎn)P是橢圓在點(diǎn)M處切線上的一點(diǎn),由此考慮將命題3推廣到更加一般性的情況,得到如下命題.
如圖3,利用GeoGebra軟件,不難驗(yàn)證結(jié)論是正確的.命題4的證明方法類似命題3,因運(yùn)算較繁瑣,本文不再贅述,有興趣的讀者可以自行完成.
3.結(jié)語
“數(shù)學(xué)是思維的體操”,在數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)中,要不斷地經(jīng)歷直觀感知、觀察發(fā)現(xiàn)、歸納類比、演繹證明、反思與構(gòu)建等思維過程.圓錐曲線的定值問題的研究無窮無盡,需要師生堅(jiān)持不懈地探索與反思,這樣才會在學(xué)習(xí)中提升數(shù)學(xué)品質(zhì)和數(shù)學(xué)素養(yǎng).
參考文獻(xiàn)
[1]何雪冰.學(xué)會“選擇” 綻放“精彩”——一道高考題的教學(xué)反思[J].中學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué),2020(04):73-74.
[2] 王中學(xué),蔡忠芬.追根溯源求本質(zhì) 反思感悟探新知[J].數(shù)學(xué)通訊,2021(04):34-36+38.