加强命题研究,明确备考方向
——以全国卷Ⅱ解析几何命题为例

2017-04-21 07:59广东省河源市广州大学附属东江中学
中学数学杂志 2017年7期
关键词:菱形四边形椭圆

☉广东省河源市广州大学附属东江中学 张 雷

加强命题研究,明确备考方向
——以全国卷Ⅱ解析几何命题为例

☉广东省河源市广州大学附属东江中学 张 雷

高考真题,对于高三备考来说,起着“指挥棒”的作用.加强对高考真题的研究是有效备考的重要途径.研究高考真题,可使我们明确重要知识点的考查形式,进而研究相关问题的求解思路以及问题求解的具体方法.本文以解析几何试题为例说明.

一、研究命题的结构、特征

近几年新课标全国卷Ⅱ理科考查知识点对比:

从考查内容来看,可得出以下信息:直线、圆、椭圆、双曲线、抛物线的概念与性质以及直线与圆锥曲线的位置关系、直线与圆的位置关系是每年必考的重点内容,考查形式多样,既有选择题、填空题,也有解答题.一般以选择题、填空题突出考查直线与圆的位置关系,圆锥曲线的概念与性质的应用,考查椭圆的离心率、双曲线的离心率、双曲线的渐近线等计算问题,以解答题重点考查直线与圆锥曲线特别是直线与椭圆、直线与抛物线的位置关系.题量一般为两小(2道选择题或选择题、填空题各1道)一大(1道解答题),设置在压轴题的附近.

通过此类问题求解,可以有效地检测和提高学生的数学能力.

二、研究问题的求解策略

解析几何的核心观点就是用恰当运用代数的方法解决几何问题,基本思想是数形结合思想,核心方法是坐标法.用解析法研究几何图形的性质,须先将几何图形置于坐标系中,让“形”与“数”对应起来:把点转化为坐标、把曲线转化为方程,把题目中明显的或隐含的解题所需要的一切几何特征,用数式和数量关系表示出来,具体关系,如图1所示:

图1

(1)当点B是W的右顶点,且四边形OABC为菱形时,求此菱形的面积;

(2)当点B不是W的顶点时,判断四边形OABC是否可能为菱形,并说明理由.

本题的实质是研究四边形OABC的形状是否可能为菱形?如果是,它的面积是多少?

由于只有当B为椭圆W的顶点时,四边形才可能成为菱形,其他情况均不可能成为菱形,因而涉及两种情况:

(1)特殊情况(B为右顶点)求菱形面积;(2)一般情况(B不是顶点)探究四边形OABC是否可能为菱形.其中渗透了分类讨论思想,考查了反证法、几何特征的代数化、运算能力等.

策略研究:菱形几何特征的选择及其代数化,反证法,代数运算能力.特别是第(2)问,究竟选择菱形的什么几何特征入手对后续的代数运算有较大的影响.因此,在复习教学中,我们应当做好以下几个环节:

(1)落实解析几何的基础知识:包括直线方程与斜率,圆与圆锥曲线的方程和性质,点、直线、圆和圆锥曲线之间的位置关系,等等.

(2)适当复习几何图形的几何特征:包括角平分线的性质、直线垂直、线段平分、点共线、线共点、线段相等、面积相等、特殊四边形的性质与判定等等.

(3)总结几种题型的研究方法:包括弦长与面积等度量问题、探究问题、存在性问题、最值问题、定点问题、定值问题、共点问题、共线问题等等.

三、研究问题解答的方法、程序

此部分研究主要包括解法步骤的确定、相关公式的选择、推演过程的优化.解析几何问题的解答,主要涉及以下思想方法:

(1)坐标法:坐标法是解析几何的基本方法,要能够在具体问题中写出相关点的坐标、直线的方程、圆的方程、圆锥曲线的方程,并用坐标与方程研究几何问题.

(2)函数与方程思想:对于圆锥曲线上一些动点,在变化过程中会引入一些相互联系、相互制约的量,从而使一些线段的长度及a、b、c、e之间构成函数关系,函数思想在处理这类问题时就很有效.从另一视角看,当题中独立条件的个数少于未知数的个数时,所研究的问题就会转化为某一个或几个未知数的函数问题.

(3)分类讨论思想:解析几何问题中常涉及到直线的斜率是否存在、最值问题中某个参数是否为0,以及几何背景中某一位置关系是否具有多种可能,等等.

(4)数形结合思想:解析几何具有直观的几何图形,解题中利用图形的直观性,可简化解答过程.另外圆锥曲线和圆都具有对称性质,有效利用这一性质,常可减少变量的引入,进而简化计算.

(5)参数法:解析几何问题的处理过程中,因直线的斜率、曲线方程、点的不确定性,常需引入适当的参数来刻画点、直线或圆锥曲线的变化状态,从而把所研究问题转化为参数的函数、方程、不等式来求解.

(1)当t=4,|AM|=|AN|时,求△AMN的面积;

(2)当2|AM|=|AN|时,求k的取值范围.

与椭圆方程联立,消去y并整理得

(3+4k2)x2+16k2x+16k2-12=0.

解得x=-2或x=-

与椭圆方程联立并消去y得

利用弦长公式得

所以(k-2)·(k3-2)<0,解得<k<2.

说明:根据已知定点所在的位置,可将直线方程设为y=k(x+),也可设为x=my-,解题中要灵活运用这两种方程形式.联立直线与椭圆方程,消元得含x或y的一元二次方程,则直线与椭圆相交,即此方程有两个不同实根,其中一根已经确定,即x=-,故另一个根可利用韦达定理求得.在求出线段AM的长度后,线段AN的长度,可利用直线AM与AN斜率的关系进行代换,进而简化计算.

综上,对历年高考真题的研究,是高三备考的重要内容.据此可使我们明确某一知识的命题视角、考查题型,进而研究解决相关问题的通性通法.解析几何是高中数学主干内容,本文通过对近4年全国Ⅱ卷中解析几何试题归纳,总结出命题规律,并探究问题求解的程序、通法,以期对学生备考有所帮助.

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