刘峰
摘 要:解析几何中经常碰到处理取值范围的问题,这类问题着重考查解析几何与函数的综合运用. 下文以一道高三一模调研题为例,在用常规思路,通解通法的前提下,分析此类问题的切入点及后续处理方法.
关键词:解析几何;求解策略;调研试题
解析几何中经常碰到处理取值范围的问题,这类问题着重考查解析几何与函数的综合运用. 在这类问题中,往往最终化为函数值域问题,此时选取合适的变量尤为重要,所选变量最终决定函数形式及处理的繁简;此外,此类问题的切入点往往是直接或间接设点或直线,切入点的选取往往又直接决定了变量的选取.
下文以一道高三一模调研题为例,在用常规思路,通解通法的前提下,分析此题的切入点及后续处理方法. 笔者就此问题的解题思路、策略进行了整理归纳. 不妥之处,望同仁斧正.
题目:(2013年苏锡常镇四市高三调研第19题)已知椭圆E:+y2=1的左、右顶点分别为A,B,圆x2+y2=4上有一动点P,P在x轴上方,C(1,0),直线PA交椭圆E于点D,连接DC,PB.
(1)若∠ADC=90°,求△ADC的面积S;
(2)设直线PB,DC的斜率存在且分别为k1,k2,若k1=λk2,求λ的取值范围.
(1) 思路分析:在Rt△ADC中,已知斜边AC=3,要求S△ADC,因为S△ADC=DA·DC①或S△ADC=AC·高②,无论选用公式①还是公式②都离不开对点D的求解.下面给出3种常见解题策略.
策略1:设点D(xD,yD)→
DA2+DC2=AC2,
D在椭圆E上或kDA·kDC=-1,
D在椭圆E上或
D在椭圆E上,得D坐标→DA,DC→S△ADC=DA·DC;
策略2:(同策略1)→D坐标→S△ADC=AC·
策略3:设kDA→kDC=-→kDA,D→lDA,
kDC,C→lDC→交点D(用kDA表示)在椭圆E上→kDA→lDA,
椭圆E→D坐标→S△ADC=AC·
说明:策略1与策略2直接设点D坐标求解,策略3间接设斜率kDA,求解出点D坐标,进一步计算求解. 3种策略思路清晰,想法简洁,从计算量及充分运用题目条件两个角度讲,策略2为第1小问的首选解题策略.
(2)思路分析:由条件出发,点D,C及kAP,k1,k2都为未知变量,则解题时可从设点(D(xD,yD),P(xP,yP))或设斜率(kAP,k1,k2)入手;从所要求目标思考,要求λ的取值范围,就是要求的取值范围,从而只要将化为关某个变量(xD,yD,xP,yP,kAP,k1,k2)的函数,进而求解此函数的值域即可.
策略1:设点D(xD,yD)→kDA=kPA,
kPA·k1=-1→k1,
D,C→k2,→λ=
(用xD,yD表示),
D在椭圆E上,
→λ=(关于xD(或yD)的函数);
策略2:设点P(xP,yP)→P,A→
l,
椭圆E→点D坐标→D,C→k2,
P,B→k1→λ=
(用xP,yP表示),
D在椭圆E上,→λ=(关于xP(或yP)的函数).
策略3:设kAP=k,A→lAP,椭圆E→D,
lAP,圆→P→D,C→k2,
P,B→k1→λ=(用k表示);
策略4:k1,B→lPB,
圆→点P坐标→P,A→lPA,
椭圆E→点D坐标,C→k2(关于k1的函数)→λ=(关于k1的函数);
策略5:k2,C→lDC,
椭圆E→点D坐标→D,A→lDA
圆→点P坐标,B→k1(关于k2的函数)→λ=(关于k2的函数);
策略6:k2,C→lDC,
椭圆E→点D坐标,A→kAD(关于k2的函数)→k2=-→λ=(关于k2的函数);
策略7:A,C,设D(xD,yD),
D在椭圆E上→kDA·k2(关于xD(或yD)的函数)→λ==(关于xD(或yD)的函数).
说明:策略1、2直接从设点,策略3—6从设斜率出发,单刀直入,一算到底,思维量小,虽计算量稍大,但属于常规解法,易于入手,其中策略2—6都涉及直线方程与椭圆(或圆)方程的联列,消元化为一元二次方程处理,此时若注意直线与椭圆(或圆)的两交点中的一点A(-2,0)已知,则另一点的坐标实已跃然眼前;策略7考虑了几何性质,大大降低了计算量,无疑是第2小问的最佳解题策略.
一点感受:数学学习离不开解题,学生对数学概念的理解和掌握就是通过解题来完成的,所以教会学生怎么解题是教师必须认真思考的问题,它也将直接影响学生学习的有效性. 在教学中,教师要展示的往往是正确结论和简洁的过程,问题的解决也是一帆风顺,但在学生实际的解题过程中,往往是充满艰辛和错误. 遇到一些较难题时,学生的思维一时不能到达,而采用将题目的求解过程整体展示,这样学生的思维参与度就很底.
我们要提升解题教学的效率,就必须准确把握学生的思维习惯以作为解题策略生成的起点,从常规思路出发,从通性通法入手,逐层深入,展示其自然性;对于超出学生思维习惯、认知基础的解题策略,教师可以深入挖掘其合理性,层层揭示.