袁锐洪
摘 要:数学中一些相关的“二级结论”,对于解决数学客观题有奇效,也为问题的变式与拓展提供更多的条件.本文结合一道高考模拟题中有关抛物线焦点弦的最值问题,利用“二级结论”加以巧妙应用,合理开拓思维,变式拓展提升,引领并指导数学教学与解题研究.
关键词:性质;变式;抛物线;焦点弦;最值
借助数学基础知识与数学思想方法等总结归纳得到的一些相应的“二级结论”,往往特点明显,简单易懂,容易记忆,对于解决数学客观题有很好的帮助,倍受各方关注.本文结合一道高考模拟题,就抛物线的焦点弦中的一个“二级结论”的应用加以展示,阐述性质应用,进一步变式拓展.
1 问题呈现
问题 (2023届安徽省池州市普通高中高三教学质量统一监测数学试卷)已知抛物线E:y2=4x的焦点为F,过定点(2,0)的直线与抛物线交于A,B两点,AF与E的另一个交点为C,BF与E的另一个交点为D,则|AC|+2|BD|的最小值为____.
本题是一道求过抛物线的焦点的直线产生的弦长有关的最值问题,主要考查学生对于抛物线的定义及性质的掌握情况.针对本题的特点,适合利用坐标运算来解决,结合弦长的表达式的确定,合理消元转化,减少参数个数,并结合表达式的结构特征,利用基本不等式来确定最值.
5 教学启示
5.1 知识归纳,技巧总评
合理利用圆锥曲线中的一些“二级结论”,如以上的抛物线的焦点弦性质结论,对于问题的解决起到非常好的优化作用.而这些相关的“二级结论”,正是知识归纳与总结的结果.
而对于抛物线中过焦点有关的弦长计算,主要有两种方法:(1) 根据弦长公式,通过坐标运算,求出弦长表达式;(2) 借助抛物线的定义,通过几何运算,求出弦长的表达式;(3) 利用几何图形特征,通过数形结合来转化并进行几何运算与求解等.坐标运算是解决直线与抛物线有关的线段问题的最常用的方法,通过坐标运算可以把线段用坐标来表示,对于动点较多的情况,可以考虑结合题目的條件去寻找点坐标之间的关系,进而减少变量的个数,并最终转化为只含一个变量的表达式,再根据基本不等式求出最小值.
对于平面解析几何中相关代数式的最值问题,根据所求的表达式的特点,选择适当的求解最值问题的基本方法:函数的图象与性质、基本不等式、三角函数的图象与性质以及函数与导数等.
5.2 开拓思维,变式拓展
在实际解题过程中,要合理开拓解题思维,借助变式与拓展,合理引领学生对问题进行探索与研究,结合“一题多变”,从更多层次来挖掘问题的内涵与实质,由“一题”到“一类”,真正巩固数学基础知识,提升数学能力.
合理恰当的“变式”能多角度、全方位、高视角地理解数学基础知识.数学的魅力在于不断地“变化”,从“变”中找规律,从“变”中提能力.有“变”才能“活”,有“活”才能创新.探究、变式、引申、推广等更能促进数学的理解,成为研究数学问题的常用手段之一,同时也使得数学思维和数学能力得到更好的拓宽和加强,达到了举一反三,触类旁通的目的.