对比拓展 让复习课更高效生动
——“椭圆中的定点问题”复习课教学重现

2021-03-11 06:46梁修曦
数理化解题研究 2021年4期
关键词:通性定点定理

梁修曦

(湖北省十堰市郧阳中学 442000)

一、课堂再现

图1

生2:也可直接设MN的方程为y=kx+m,利用kAM·kAN=-1求得m与k的关系式,从而得到定点的坐标.

师:这两种思路都很好,请你们写出求解过程.

师:这两种方法均为证明直线恒过定点问题的通性通法. 比较来看,那种方法稍好一些呢?

生3:方法1思路简洁,依照题意直接计算即可.

生4:方法2目标明确,求哪条直线过定点,就设哪条直线方程为y=kx+m,再寻找m与k的关系式,计算都很常规.

生5:两种方法都差不多.

师:既然大家难以取舍,接下来我们看变式1,再次体验一下.

变式1在问题1中,将A点坐标改为(2,0),其他条件和求证不变.

师:其他同学有什么办法解决这个问题吗?

师:回答正确,我们在解决定点问题中,有时要灵活运用图形的几何性质帮助我们的计算.再次对比,我们发现:方法1涉及到方程的化简,有时会比较复杂,而方法2的计算量就稍小一些,运用起来更方便.

生9:问题1还有更简单的解法!

师:好,请你给大家讲一讲.

生9:因为这里是两直线的斜率之积等于-1,我们可以联想到韦达定理.

师:非常精彩!这是此类问题的一种巧解.联想到韦达定理,巧妙地将椭圆方程变形为以斜率为主元的二次方程,使计算量大幅减少,值得大家学习!

图2

综上知,以MN为直径的圆恒过定点(0,1).

师:回答正确,这就是“找定点”问题的通性通法.其步骤是:先假设存在符合题目条件的点,再化图形特征为代数计算,看能否找到方程的解.最后再验证方程的解是否符合题目要求.其中会涉及到恒成立或代数式为定值的问题,需认真观察式子的结构,找到对应的办法.

最后,请大家再观察问题1和2,它们有什么联系?

生11:它们是对偶问题,问题1是已知以MN为直径的圆过定点,求直线过的定点;问题2是直线转动,求圆过的定点.

师:对,它们其实是同一个问题从两种不同角度设问.这类问题有一个一般性结论,大家下课后可以继续探究:

二、回顾与反思

在备本节复习课时,笔者的主要思路是设计一组关联题目,求解时能用到“证定点”和“找定点”两类问题的全部方法和技巧.问题1是一个“证定点”问题,解答中涵盖了动点坐标设题法和动直线方程设题法,为了比较两种方法的优劣,引入了变式1,同时也渗透了利用图形对称性辅助计算的技巧;利用韦定理巧解则是本节课的意外收获,体现了学生思维的灵活多变.问题2是一个“找定点”问题,它需要“先猜后证”,把动态几何特征变化转化为代数计算,进而找到定点.而对恒等式的处理,也是学生的弱项,需要学生具备良好的观察和分析能力.最后,通过对比,看清问题1和2的本质是同一个问题的两种不同角度设问,进而提炼总结出一般性的结论.

总之,定点问题在高中圆锥曲线教学中是热点问题,也是一个难点,它既考查学生的计算推理能力,更注重学生对动态问题的处理能力,锻炼学生熟练地将“数”的计算与“形”的分析结合起来.圆锥曲线章节的复习课更需要精心地设计问题,通过横向深挖纵向拓展,一方面可以减少部分重复的计算,直接进入核心的思维环节,又可以促进学生构建完整的知识网络,让课堂更高效生动.

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