破运算之困 现课堂之彩

2020-09-10 07:22李娟娟
数理化解题研究·综合版 2020年6期
关键词:比值定值椭圆

李娟娟

摘 要:数学学习过程中离不开数学运算,数学运算作为数学核心素养之一,是数学学习过程中的操作体现.所以高中数学课堂不仅仅是思路的探讨,也要辅以精确的运算过程,这样的数学课堂更精彩.

关键词:核心素养;数学运算

美国著名的教育学家玻利维亚说过,掌握数学就是意味着要善于解题.这个“善于”是包含了掌握一定的解题方法,也涉及数学思想、数学运算技巧等诸多方面.因此,在课堂教学中,激发学生的兴趣,引导学生正确的思考,配以精准的运算,得出完美的解答结果是课堂追求的最高境界.

下面以笔者在高三一轮复习课“直线与椭圆的位置关系”课堂实录为例谈谈数学运算在课堂中的渗透.

一、课堂实录

引入考试题,激发学生兴趣,引发学生的求知欲.

教师:对于直线与椭圆位置关系,我们已经有了一些认识,下面请思考这道题.

例题 在平面直角坐标系xOy中,已知椭圆C:x2a2+y2b2=1(a>b>0)的左、右顶点分别为A,B,离心率e=12,过右焦点F(1,0)的直线l与椭圆C交于不同两点P,Q.

(1)求椭圆C的标准方程;

(2)设直线AP, BQ的斜率分别为k1, k2,是否存在常数λ,使得k1=λk2?若存在,求出λ的值;若不存在,请说明理由.

教师:知道离心率,知道焦点坐标,先请大家动笔完成第(1)题.

学生1:第(1)题就是基本量的运算,由e=12及右焦点F(1,0),得c=1,ca=12,所以a=2.又b2=a2-c2=3,即椭圆C的标准方程是x24+y23=1.

教师:概括简明扼要,明确基本量关系,运算准确.请思考第(2)问.

学生2:过右焦点F(1,0)的直线l与椭圆C交于P,Q两点,那么k1, k2的变化来源于这条直线,所以可以从设这条直线开始.

学生3:对,而且此直线要经过右焦点F(1,0),设直线方程为x=my+1运算可能会简洁.

学生4:我认为还要补充说明一下若m不存在,直线PQ与直线AB重合,不合题意情况.

教师:嗯,说得不错,考虑直线的局限性,考虑到变化的根源,这样的话,此题思路清晰,方向明确,那就请动笔试试,从设出直线PQ开始找出正确答案吧!

(学生动笔做题,教师现场巡视,发现大部分学生在运算过程中停笔不前了)

(下面一片嘘声:对,对,我也算到这,下面怎么办?)

教師:注意观察特征,化简到最后y1与y2落单了,无路可走了.那么y1与y2有已有的联系能用上吗?如何借助已知的信息?

(教室一片安静,每位同学都在低头思考,用心演算)

学生6:既然y1与y2是方程的根,那么直接解出

(教室爆发一阵热烈的掌声)

教师:真是山重水复疑无路啊,硬解恰恰是数学学习最本真的处理!

学生7:我发现最后求的是比值,而my1y2=-9m4+3m2=32(y1+y2),

这样可以将二次式转化为一次式.

教师:嗯,紧扣目标,找到关系,转化到位,干得漂亮!

学生8:我是这样处理的(投影展示)

因为最终是一个比值,我估计能消去m,得到定值.

教师:太棒了,这是一个大胆的猜想,从最终结果是比值出发,那么猜测是否正确呢?

学生8:结果是对的,而且这个定值就是分子分母y2前的系数比!

教师:说得很棒,观察很到位.本题中运用不对称性来处理比值问题是一种常用方法,请大家在解过程中注意观察算式特征,大胆配凑,做到严格证明.

回到原题,请大家换个角度再想,有没有其他途径?

学生9:根据题意,如果利用k1,k2表示坐标P,Q,再借助三点F,P,Q共线,也应该能找到k1,k2关系.

学生10(神情激动):根据前面讲过一个结论知道k1kPB=-b2a2,那么我只要验证k2kPB为定值即可!

众学生:对哦对哦,我怎么没想到!(教室响起一片掌声)

教师:特别好,看来这位同学对椭圆性质掌握很好,能熟练运用学过的知识解决新问题了.下面请大家选择其中一种方法落实问题.

(每位同学再次投入到紧张的演算中)

教师:两位同学思路清晰,书写流畅,运算准确,对比三种方法,大家总结一下本课的收获.

二、回顾与思考

教学中,正确运算是学生学习数学时必备和掌握的一项基本功.因此,本节课通过题目驱动,紧扣概念,由浅入深,第(1)题的设置解题方向明确,运算难度简单,目的是激发学生对解题的兴趣.第(2)题引导学生梳理关系,弄清算理,这节课的重点是运算的突破,引导学生冷静分析,更多的要培养学生的运算习惯,包括变量前系数与符号的检查习惯,抄写习惯,检验习惯等.

华罗庚说:“学数学而不练,犹如入宝山而空返.”数学课堂应该是一个有思考的课堂,更应该是一个有行动的课堂.在数学的课堂上教师不仅引导学生分析问题,也要强调运算过程的准确性,更需和学生一起面对运算结果的正确性,将运算渗透到课堂,将理论转化为实践,真正地让学生提高数学核心素养.

参考文献:

[1]王弟成.自主中沟通 转化中实现目标[J].中学数学教学参考,2013(9):42-44.

[2]林国夫.关注整体,简化运算[J].数学通讯,2010(5、6):48-49.

[3]龙泊廷.一道具有计算研究价值的推广命题[J].数学通讯,2010(4):46.

[责任编辑:李 璟]

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