不经历风雨,也能见彩虹
——对一道稽阳联考题的思考

2018-03-12 09:00浙江省诸暨市湄池中学蔡旦燕
中学数学杂志 2018年3期
关键词:通性对称点通法

☉浙江省诸暨市湄池中学 蔡旦燕

在教学中,我们总能发现,很多学生的运算能力真的太弱,知道解题的方法和思路,但在运算的具体实施中,过程烦琐,东漏西漏,花了好久时间还是算错,但就是坚持自己的思路对就一定能解出来,何况老师说过解析几何的计算就像经历一场暴风雨的洗礼,才能海阔天空见到彩虹.也认为这是通性通法,就是要经历复杂的计算.但事实上转化一下思路,就会发现不用经历复杂计算的洗礼,也能愉快地到达目的地,而且很多高考题、模考题、调研题看起来很普通,实际上却很漂亮,是命题专家经过精心思考命制出来的,有很大的研究空间和教学价值.本文从稽阳联考的一道求解离心率的选择题出发,将题目所给的条件灵活转化为解三角形,不用再联立方程组解点坐标.

一、试题展示

图1

分析2:F2为双曲线的右焦点,因为FH⊥PF,所以|FH|=b,则|OH|=a.又因为所以|PF|=3b,根据双曲线定义知|PF2|=3b-2a.在Rt△OFH中,.在△PFF2中,利用余弦定理得到cos∠PFF2=,而它们相等,很容易得到2b=3a,从而得到离心率.这就转化到解三角形问题了.

分析3:如图1,还可以取PH的中点E,则根据相似比|EF2|=2a,而且EF2⊥PF,所以在Rt△PEF2中,(EF2)2+(PE)2=(PF2)2,即(2a)2+b2=(3b-2a)2,计算更加简单.

点评:这种解法思路非常清晰,根据联立直线方程可得点坐标,再根据向量共线,得出点P的坐标代入双曲线方程就得到a,b,c的关系式,化解可得结果.但在实际操作过程中,学生遇到了几个难关,现在的学生计算能力比较差,尤其是纯粹的字母运算,求点H的坐标还可以,求点P的坐标时就出现了问题,还有一个问题是代入双曲线方程后化解不了.结果就是花了好多时间还是没有得到正确答案,以至于做后面的题目就没有时间了,而且心浮气躁,影响考试的情绪.

那么我们转化一下思路,放到双曲线的本质上去,到平面内两定点的距离之差的绝对值是定值.而且双曲线的焦点到渐近线的距离为b,这里出现了一个直角三角形,根据相似比,我们知道了一个三角形的各边的长度,利用余弦定理转化为了解三角形的问题.而在分析3中构造一个Rt△PEF2,计算更加的简洁明了.

二、类题再现1

图2

点评:分析1完全是题目的直译,根据相交求出点坐标,根据向量相等得到坐标之间的等式,但计算复杂.分析2注意到等腰三角形的三线合一,利用垂足,可以少算一个点坐标,计算量大大地减少.而分析3巧妙地注意到这个图形的特殊性以及渐近线特征,得到△OAF2为正三角形,马上可以得到渐近线的斜率.

三、类题再现2

类题2 (2015年浙江省数学高考文科试题第15题)椭圆的右焦点F(2c,0),关于直线的对称点Q在椭圆上,则椭圆的离心率为_________.

图3

点评:本题跟前一题一样,直译题意就是求对称点,然后把对称点代入椭圆方程得到a,b,c之间的关系,但求解点也好,化简也好,大部分学生花了九牛二虎之力还是解决不了.但第二种解法把点关于直线对称的条件等价转化,得到中位线,从而有相似比,再利用椭圆定义,得到a,b,c之间的关系,计算量大大减少.

反思感悟:从这几题的解答可以看出,对于求这样一类圆锥曲线的离心率问题,即条件中有点关于直线对称或者说有几等分点出现,不一定要求出点的坐标,代入方程进行复杂的字母计算,才能得出我们的答案.我们往往可以根据相似比来得出线段长度之间的关系,或者根据直角三角形的勾股定理,或者利用一般三角形的余弦定理等价转化、数形结合得出一个含有a,b,c或其中任意2个的关系式,从而算出离心率.这种办法才是我们优先考虑的办法.也就是说烦琐的办法,直译的办法不一定就是通性通法,简洁有效的办法也是通性通法.这就需要我们平时在教学中,应鼓励学生积极参与,百家争鸣,更要引导学生从中提炼、总结出最初、最基本的数学概念,最自然、最优化的解题方法.逐步达到做一题,会一类,用一法,解多题的境界.这样不仅能让学生摆脱题海战术,而且对于以后学习新的知识有了方向,求同思维大大发展.同时需要我们长期有意识地营造氛围,让学生不时地感悟题目中所蕴含的数学思想方法,自然而然地掌握它.不经历烦琐计算的风雨洗礼,也能见到美丽的彩虹,甚至是更快地见到它!

1.中华人民共和国教育部.普通高中数学课课程标准(试验)[M].北京:人民教育出版社,2004.

2.谢全苗.数学解题教学中要辩证地看待“通法”与“巧法”[J].数学通报,2001(6).F

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