平面解析幾何是數(shù)學(xué)中最基本的分支學(xué)科之一,也是科學(xué)技術(shù)中最基本的數(shù)學(xué)工具之一。從歷史的角度看,解析幾何的創(chuàng)立可以說是數(shù)學(xué)史上最偉大的創(chuàng)造之一,它的產(chǎn)生是常量數(shù)學(xué)向變量數(shù)學(xué)的轉(zhuǎn)折點——在此基礎(chǔ)上建立微積分。在現(xiàn)代數(shù)學(xué)教學(xué)中,解析幾何是學(xué)習(xí)高等數(shù)學(xué)的基礎(chǔ),因而,它的一部分構(gòu)成中學(xué)的平面解析幾何課程,另一部分構(gòu)成大學(xué)數(shù)學(xué)基礎(chǔ)課的內(nèi)容。
本人通過平面解析幾何的教學(xué),現(xiàn)總結(jié)出解決平面解析幾何問題的幾點想法:
一、重視“數(shù)形結(jié)合”的數(shù)學(xué)思想
數(shù)形結(jié)合的思想,其實質(zhì)是將抽象的數(shù)學(xué)語言與直觀的圖像結(jié)合起來,關(guān)鍵是代數(shù)問題與圖形之間的相互轉(zhuǎn)化,它可以使代數(shù)問題幾何化,幾何問題代數(shù)化。于是用代數(shù)方法解決幾何問題或借助幾何圖形性質(zhì)解決代數(shù)問題的思想方法——形數(shù)結(jié)合的思想方法誕生。
例如:直線L的方程為:x=-p/2(P)0),橢圓中心D(2+p/2,0),焦點在x軸上,長半軸為2,短半軸為1,它的左頂點為A。問p在什么范圍內(nèi)取值,橢圓上有四個不同的點,它們中每一個點到點A的距離等于該點到直線L的距離?
[分析]由拋物線定義,可將問題轉(zhuǎn)化成:p為何值時,以A為焦點、L為準(zhǔn)線的拋物線與橢圓有四個交點,再聯(lián)立方程組轉(zhuǎn)化成代數(shù)問題(研究方程組解的情況)。
[解]由已知得:a=2,b=1,A(p/2,0),設(shè)橢圓與雙曲線方程
[注]本題將曲線有交點的幾何問題轉(zhuǎn)化為方程有實解的代數(shù)問題。一般地,當(dāng)給出方程的解的情況求參數(shù)的范圍時可以考慮應(yīng)用了“判別式法”,其中特別要注意解的范圍。另外,“定義法”、“數(shù)形結(jié)合法”、“轉(zhuǎn)化思想”、“方程思想”等知識都在本題進行了綜合運用。
平面解析幾何要完成的兩大任務(wù):一是,根據(jù)曲線的幾何條件,把它的代數(shù)形式表示出來;二是,通過曲線的方程來討論它的幾何性質(zhì)。
關(guān)注1:怎樣把幾何問題轉(zhuǎn)化為代數(shù)問題?
首先,在復(fù)習(xí)中,要主動地去理解幾何對象的本質(zhì)特征。這是實現(xiàn)幾何問題代數(shù)化的基礎(chǔ)和落腳點。平面解析幾何畢竟是幾何,決不能忽視對幾何對象的幾何特征的認(rèn)識與理解。其次,完成好幾何問題向代數(shù)問題的轉(zhuǎn)化,還要善于將幾何性質(zhì)通過代數(shù)形式表達(dá)出來。教師在教學(xué)中要有意識地找一些幾何對象的常見、比較典型的幾何特征,進行有針對性的代數(shù)化訓(xùn)練。
關(guān)注2:提高將“代數(shù)結(jié)論”向“幾何結(jié)論”的轉(zhuǎn)化的意識和能力。在解析幾何的復(fù)習(xí)中,只有重視對以上兩個問題的關(guān)注,才能深刻領(lǐng)悟到解析幾何的思維方法,并努力嘗試應(yīng)用這種思維模式去解決問題,如此才有可能使解析幾何的最后復(fù)習(xí)落到實處。
例如:(2006年上海春卷)學(xué)???br/> 技小組在計算機上模擬航天器變軌返
回試驗.設(shè)計方案如圖:航天器運行(按順時針方向)的軌跡方程為x2+y2=1,變軌(即航天器運行軌跡由橢 圓變?yōu)閽佄锞€)后返回的軌跡是以y軸
為對稱軸、M(O,64/7)為頂點的拋物線
的實線部分,降落點為D(8,0).觀測 點