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节点文献

对一道调研题的再探究

 

【作者】 黄智勇

【机构】 四川省苍溪中学校

【摘要】

【关键词】
【正文】

最近,笔者在备课过程中发现了一道有关椭圆的试题,仔细研读发现,该题可以从不同的视角给出了多种解法,并在探究的过程中也发现了有关圆锥曲线的几个性质,现将研读成果整理成文,方便与各位同仁一起分享这些优美的结论,若有不妥之处,还望各位老师批评指正。

一、解法赏析

    题目  已知F1F2分别为椭圆1(ab0)的左右焦点,经过椭圆上第二象限内任意一点P的切线为l,过原点OOMlF2P于点M,则|MP|ab的关系是
    (A)|MP|
a          (B)|MP|a          (C)|MP|b          (D)|MP|b

该题是一道高三模拟题,也是一道集椭圆、导数、切线、直线等知识点为一体的综合题,既考查了考生对圆锥曲线第一、二定义、部分结论的掌握情况,又考查了考生的计算能力、灵活处理问题的能力,不难发现,该题的结论具有一般性,但考生要解出该题,必须花大量的时间。那么,如何用较为简便的方法解出该题呢?这是笔者在研读时所思考的问题,探究过程中从不同的视角给出了解析,解析如下。

该题的结论具有一般性、探究性,但对考生而言,作为一道选择题在考场上是不值得花太多时间去求解,为了节省时间,可以从特殊情况入手。即解法1

视角1 考虑特殊情况

解法1 设椭圆的左顶点为A,上顶点为B

P点接近于A点时,切线l接近于直线x=-a,此时,M点接近于原点O,易知,接近于a,特别地,当P点与A点重合时,|PM|a

P点接近于B点时,切线l接近于直线y=b,此时,M点接近于原点F2,易知,接近于,特别地,当P点与B点重合时,答案:A

评析:"特殊到一般"是数学上常用的一种思维方法,也符合当前中学生的认知规律,需要强调的是:为了提高解题的正确率,在考虑特殊情况时,最好取两组特殊值(点),以检验答案是否正确。从特殊情况入手,对求解选择、填空题而言,为考生节约了大量的时间;对求解大题而言,为考生寻找问题的突破口指明了方向,例如:2015年高考数学四川卷理科20题的突破口就是从特殊情况入手。

为了合理的证明结论,先设出P点坐标,结合条件,求得OM的直线方程,进而求出M点坐标,利用两点间距离公式求得|PM|

视角2 熟用距离公式

解法2  如图,设,因为P点在椭圆上,所以,过P点的切线方程为,因为直线,所以直线OM的方程为

y

D

N

 x

F2

M

C

P

F1

A

B

O

因为,所以直线PF2的方程为,联立

解得

 

 

所以|PM|a

    视角3 巧设参数方程

解法3  设点,则过点P的切线方程为,切线斜率为,因为OMl所以直线OM的方程为,又因为的直线方程为,联立方程

解得

因此,化简得,即|PM|a

评析:解法23思路清晰,容易入手,较为常规,学生容易掌握,但是计算量较大,容易出错,可谓“一着不慎满盘皆输”,为此,引入解法45.

 

视角4 巧用几何关系

解法设切线lx轴交于点C,因为切线方程为,所以C点坐标为,因为直线,所以全等,由椭圆焦半径公式知,解得|PM|a

评析:对比解法234,不难发现,解法4计算少,但想得多。解题者需充分利用题干中的已知信息,寻找几何关系,化繁为简来求得答案。

 

    事实上,由焦半径公式知,为此,如果能求出,便可求得,又,所以很自然就想到对三角形中利用正弦定理、或余弦定理。即解法5.

    视角5 巧用正弦定理

解法如图,设直线,则,在三角形中利用正弦定理可得,即

解得,分子分母同时除以

可得

    由解法3,已知,代入上式可得,由焦半径公式知,所以|PM|a

评析:事实上解法45计算较少,但想得较多,体现了命题人“多一点想,少一点算的指导思想。正、余弦定理主要用来解决三角形中的常见问题,因此圆锥曲线中使用该定理时应先构造三角形,以期搭建已知与未知之间的桥梁,从而得到问题的解决方案。需要说明的是:对圆锥曲线的考查往往与直线相结合,因此在处理问题的过程中,需要求出直线倾斜角的正弦、余弦值,进而利用正余弦定理。

本题中,过原点OOMlF2P于点M得出结论。由椭圆的定义知,如果将上题改成过原点OOMlF1P于点N又有怎样的结论?进一步探究得出如下结论。

二、结论推广

    性质1 已知F1F2分别为椭圆的左右焦点,经过椭圆上任意一点P的切线为l,过原点OOMlF2PF1P分别于点MN,则

(1)

(2)

    1)证明:由解法12知,当P点为椭圆上任意一点,均有|PM|a下面我们讨论.

P点为椭圆长轴上两端点时,有|PM|aP点不为椭圆长轴上两端点时,因为直线,所以全等,变形得,即,由椭圆焦半径公式知,解得综上可得

    2证明:由椭圆定义知,因为,所以

    性质2 已知F1F2分别为双曲线的左右焦点,经过双曲线上任意一点P的切线为l,过原点OOMlF2PF1P分别于点MN,则

1)、

2)、

性质3 已知F为抛物线的焦点,经过抛物线上任意一点P的切线lx轴于点C,过原点OOMlFP于点M

性质23的证明同性质1,有兴趣的读者可以自行证明。

    解题是数学学习必不可少的过程,通过一题多解,多题一解将所学的知识串起来,才能做到活学活用,理解课改教材板块与板块之间的联系,使自己获得数学的基本知识、基本技能、基本思想、基本活动经验.

 

 



  • 【发布时间】2018/7/12 17:10:09
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