高中学生学习解析几何过程中一定会遇到这类题:被抛物线所截长为3的线段的中点到轴的距离的最小值为多少?这道题有些学生是这样解的,过程如下(如图所示):
那么如何模型这类题呢?可见,这类题借助图形和简单的平面解析几何知识是不够的,必须从数的角度,建立合适的数学模型,进行严谨的逻辑推理和数学运算来解决问题。
下面从数的角度建立不同的函数与方程模型,借助函数与方程知识进行解决:(设|AB|=a)
模型二:设中点 C(x0,y0),设 A(x1,y1),B(x2,y2),直线的倾斜角为 α
模型四:设 A(t12,2t1),B(t22,2t2),C(x,y)
分析点评:
1.上述前三种模型方法的不同之处在于对弦长|AB|的处理不同,模型一是最常规的弦长处理方式,最后将x的最值转化为关于t的函数最值,模型二、三则打破常规,变向使用弦长和点在曲线上,最后转化为关于倾角的三角函数的最值问题。引入参数的方式不一样,得到的代数形式也不一样,但归宿相同,这充分体现了代数本质的一致性和灵活性。
2.模型四与前三种模型的思路不同,不是正面求解,而是先求中点的轨迹方程,再用方程限制范围,此解法充分体现了函数、方程、不等式在解析几何中的应用。
3.由上述模型可得出此类题的一般结论:设抛物线方程为y2=2px(p>0),弦长|AB|=a,则AB中点C 到 y轴距离最小值dmin;
解析几何是用代数方法研究几何问题的数学分支,其中的题目可涉及到函数、三角、不等式等各种数学知识,这就决定了一个解析几何问题可能有多种不同的解法。解析几何的一题多解可以提高思维的灵活性,拓展学生的思路,进而可以提高解决数学综合问题的能力,从而提升学生的核心素养。