☉江苏省苏州市西安交通大学苏州附属中学 梁 超
解题最怕没有思路,尤其在考场上,没有合理的思路,既会导致宝贵时间的流失,又会增加考生的心理负担.对大部分题目而言,解题需要分析条件和目标,学生往往重视条件转化,却忽视对目标的分析.解析几何作为江苏高考的重点考查内容,所占分值比较大,最能反应出考生“想”与“算”相结合的综合能力,笔者选取了三道较为典型的解析几何题,谈谈在解题过程中加强目标意识的重要性.
图1
例1(2019 年江苏卷第17题)如图1,在平面直角坐标系xOy中,椭圆C:=1(a>b>0)的焦点为F1(-1,0),F2(1,0).过F2作x 轴的垂线l,在x 轴的上方,l与圆F2:(x-1)2+y2=4a2交于点A,与椭圆C交于点D.连接AF1并延长交圆F2于点B,连接BF2交椭圆C 于点E,连接DF1.已知
(1)求椭圆C 的标准方程;(2)求点E 的坐标.
思路分析:第(1)问的目标是求椭圆的标准方程,也就是要确定a,b的值.根据题意知c=1,结合椭圆中的天然关系a2=b2+c2,即有a2=b2+1 ①,我们再找到一个关于a,b的关系式,就可联立方程组解出a,b,这时需要落实到条件DF1=上.在直角三角形DF1F2中,由DF22=DF12-F1F22得.从而点D 的坐标为,代入椭圆方程得②,联立①②解出b2=3,a2=4.故椭圆C 的标准方程为=1.第(2)问的目标是求点E的坐标,我们自然地想求出直线BF2的方程,与椭圆方程联立后即可解出点E 的坐标.因为点F2是已知的,所以只需求出点B 的坐标.又知点B 是直线AF1与圆F2的交点,且点A和点F1是确定的,进而直线AF1是确定的,与圆F2联立即可求出点B,最后得到点E 的坐标为,具体过程从略.
反思总结:本题分值为14 分,属于稍有难度的中档题.我们通过分析目标,回溯到题干条件,两个问题分别利用方程思想、数形结合思想,即可将求解本题的脉络梳理清楚.虽然这种方法未必是最简便的,但整体思路是比较自然的,是大部分学生可以掌握的方法.解题素养的基本要求是迅速、准确、清楚、简练.解题的迅速性是指方法合理,在尽量短的时间内完成正确的解答.尤其在争分夺秒的高考考场上,若能迅速合理地找出解题思路,对于稳定心态、建立信心会有非常大的帮助.
解析几何题常作为江苏高考的中档题出现,做好解析几何题是冲刺高分的必要条件.上述例1 的题干条件还是比较多的,图形乍一眼看上去也略显复杂,但只要沉着审题、明确目标,理清目标与条件的关系,细心计算,本题完全可以争取拿满分.下面我们再研究两个例子,当面对题目的目标比较模糊,即目标与条件的关系不是很清晰,或者目标可实现的途径多样化时,我们该如何寻找思路?
例2(2013 年江苏卷第13 题)在平面直角坐标系xOy 中,设定点A(a,a),P 是函数图像上的一动点.若点P,A 之间的最短距离为,则满足条件的实数a 的所有值为______.
思路分析:本题的表层目标是求a 的值,但通过什么途径求,需要考生自己去挖掘.本题的一大误区是对图形认识不到位,部分考生想当然地将点P 固定为直线y=x 和曲线的交点(1,1),然后令PA2=2(a-1)2=8,解出错误答案a=-1 或3.
本题要实现从条件到目标的过渡,中间有一段模糊的距离,突破口在于研究“点P,A 之间的最短距离为.首先根据点P 所在曲线的特点,可设点,其中x>0.从而,展开得PA2=x2-2ax+a2++a2.观察展开式的特点,整理可得PA2=)+2a2.此时不难发现,整体换元,令t=x+,则PA2就是关于t 的二次函数f(t)=t2-2at+2a2-2,并且f(t)的定义域为[2,+∞),对称轴为t=a,f(t)的最小值为8.问题就转化成熟悉的“抛物线动轴定区间问题”,分两种情形:a≤2和a>2,对应的最小值为f(2)=8和f(a)=8,最终解得a=-1 或
反思总结:本题作为填空题的倒数第二题,综合性较强,具有一定的难度.考生在解此题时主要会遇到三类障碍:一是由于解题经验不足或对难题的畏惧心理导致毫无头绪,直接放弃解答;二是主观上带有较大的盲目性,感性地取定点P(1,1);三是不会对式子PA2=(xa)2+进行化简转化.数学解题不仅是智力活动,也是心理活动,除了平时要积累通性通法,考场上更要善于构建目标与条件之间的桥梁,才能在规定时间内准确地实现思维活动.
例3(2018 年江苏卷第18题)如图2,在平面直角坐标系xOy中,椭圆C 过点,焦点,圆O的直径为F1F2.
图2
(1)求椭圆C 及圆O 的方程;
(2)设直线l 与圆O 相切于第一象限内的点P.
①若直线l与椭圆C有且只有一个公共点,求点P的坐标;
②直线l 与椭圆C 交于A,B 两点.若△OAB 的面积为,求直线l 的方程.
思路分析:容易求出本题第(1)问的答案,椭圆C:+y2=1 及圆O:x2+y2=3.第(2)问分两问,目标分别是求点P 的坐标和直线l 的方程,可以说目标还是比较明确的.考生审题之后,不难想到两个切入点:一是设点P(s,t),其中s>0,t>0,二是设直线l:y=kx+m(k<0,m>0),这就是目标可实现的途径是多样的.实际上无论是设点还是设直线,都是引入了两个未知数,所以我们都需要找两组关系,一组是大前提——直线l与圆O相切.如果是设点,需要先表示出直线,结合点P在圆O 上,即s2+t2=3,从而;如果是设直线方程,直线与圆相切可转化成圆心到直线的距离等于半径,当然也是直线与圆联立方程后,判别式Δ=0.
我们再来寻找另一组关系,对(2)中的①,将直线与椭圆方程联立后,由判别式Δ=0即得到另一个关系;对(2)中的②,先根据直线l 与圆O 相切,可将条件△OAB的面积转化成,所以另一个关系就是直线与椭圆联立后表示出的弦长AB.两种思路都能求得结果,即点,直线l:
反思总结:本题分值为16 分,题目易懂,几乎没有审题障碍,但问题具有复杂性,对于大部分考生而言,想要设点或设直线的目标意识还是比较清晰的.考场上最忌三心两意,当我们选定一种方法时,首先大致判断这个方法的可行性与合理性,然后便是沉着冷静地计算出来.本题“算”难于“想”,要求教师平时在教学过程中敢于让学生花时间算,教师带领学生一起算,克服对复杂计算的畏惧心理.
我们在解题时,需要将条件和目标结合起来看,构建条件和目标的有效联系路径,找到解题方法,进而思考方法是否可以优化.加强解题的目标意识不应局限于解析几何,同样适用于其他类型的题目.牢记解题目标意识,可有助于寻找解题的切入点,从而有效解决问题.在数学课程改革不断发展的过程中,数学核心素养的研究备受关注.新课程标准把以学生发展为本,落实立德树人的根本任务,培养提高学生的数学核心素养作为课程宗旨.培养数学核心素养的主要实现途径是培养数学解题素养,本文着重分析的目标意识只是解题素养的一个侧面,更多丰富的内容需要广大教师与学生共同研究创造.