姜燕君 蔣珊珊
課本是學生知識資源的依據(jù),課本中的例題、習題是學生務必要掌握的.因此考慮到教學的階段性要求,課本中的例題一般或體現(xiàn)某個定理的應用,或體現(xiàn)某種解題的思想方法,具有基礎(chǔ)性和示范性.因此,適時、適度地對課本例題進行拓展探究,值得提倡.通過拓展探究,建立聯(lián)系,整合知識,提煉思想方法,有利于學生開闊視野,學會借鑒,學會欣賞,激活其思維發(fā)散.本人就蘇教版《普通高中課程標準實驗教科書·數(shù)學》選修2-1第二章拋物線中的習題來具體談談如何探究拓展的.
題目:設過拋物線y2=2px(p>0)的焦點F的一條直線和此拋物線有兩個交點,且兩個交點的縱坐標分別為y1,y2,求證:y1y2=-p2.
一、拓展解法
發(fā)展學生思維能力是數(shù)學教學的一項中心任務,也是素質(zhì)教育的要求.思維品質(zhì)的培養(yǎng)是發(fā)展學生思維能力的突破口.因此,在教學中適時安排一題多解的教學,對培養(yǎng)學生思維品質(zhì)很有效果.
分析 聯(lián)立方程組、設而不求是解決兩曲線交點問題的重要思想方法,教學中要讓學生深刻體會到這一思想方法的重要性和普遍性,并能靈活運用.交點在曲線上,可以使交點坐標二元一元化,消元往往能使復雜的問題得到簡化.
證明 設兩個交點為A(x1,y1),B(x2,y2).
方法一 若直線AB的斜率不存在,則Ap2,p,Bp2,-p,∴y1y2=-p2;
若直線AB的斜率存在,可設直線為:y=kx-p2,
由y=kx-p2
y2=2px可得k2py2-y-kp2=0,∴y1y2=-p2.
綜上兩種情況可得:y1y2=-p2.
方法二 由于直線與拋物線恒有兩交點,故斜率不為0,可設直線為:x-p2=my.
由x-p2=my
y2=2px可得y2-2mpy-p2=0,∴y1y2=-p2.
方法三 設Ay212p,y1,By222p,y2,由A,F(xiàn),B三點共線可得kAF=kBF,即y1y212p-p2=y2y222p-p2,
化簡得y2-y1y1y2+p2=0.
又∵y2≠y1,∴y1y2=-p2.
二、拓展題目
在教學過程中如何讓學生解一題,就能懂得一類題,做到觸類旁通呢?這不但要求教師精心選題,更重要的是如何利用該題鼓勵學生嘗試更多的變題,這樣才能讓學生對這類題掌握得更牢固,跳出題海戰(zhàn)役.
原題探究:
引導學生進一步猜想、探究,得到了以下的結(jié)論:
(1)x1x2=p24;
(2)以AB為直徑的圓與準線相切;
(3)以AF為直徑的圓與y軸相切;
(4)|AB|=x1+x2+p=2psin2θθ為傾斜角 ;
(5)1AF+1BF=2p;
(6)設AB的中點為M,A,B,M在準線上的射影為A1,B1,M1,則:(1)A1F⊥B1F;(2)A1,O,B三點共線.
變題探究:
(1)過拋物線y2=2px(p>0)的焦點的一條直線和此拋物線相交于A,B兩點,連接BO并延長交準線于A1,則A1O平行于x軸.
(2)過拋物線y2=2px(p>0)的焦點F作兩條互相垂直的直線交準線于A1,B1,過A1,B1作x軸的平行線,交拋物線于A,B兩點,則A,F(xiàn),B三點共線.
(3)過拋物線焦點弦的兩個端點分別作拋物線的切線,兩切線的交點軌跡是拋物線的準線.
證明 設拋物線為y2=2px(p>0),
兩端點為A(x1,y1),B(x2,y2),交點為P(x,y).
過A點的切線為:y-y1=py1y212p-x1,
過B點的切線為:y-y2=py2y222p-x2,
得兩切線的交點坐標:Py1y22p,y1+y22.
又∵y1y2=-p2,∴x=-p2.
∴P點軌跡為x=-p2.
逆命題:由拋物線準線上任一點P分別作拋物線的兩切線,切點的連線段是拋物線的焦點弦.
(4)已知P是拋物線x2=4y上的動點,F(xiàn)是焦點,求|FA|的最小值.
(5)一酒杯的軸截面是拋物線的一部分,其標準方程是x2=2y(0≤y≤20),在杯內(nèi)放入一玻璃球,要使球觸及酒杯底部,那么玻璃球的半徑r應滿足什么條件?
(6)已知過拋物線y2=2px(p>0)焦點的弦為AB,求|AB|的最小值.
(7)已知拋物線y2=2px(p>0)的弦AB的長為2p,求證:AB過定點.
類比探究:
在橢圓中: (1)以焦點弦為直徑的圓與準線相離.
(2)以焦半徑為直徑的圓與以原點為圓心、a為半徑的圓內(nèi)切.
在雙曲線中:(1)以焦點弦為直徑的圓與準線相交.
(2)以焦半徑為直徑的圓與以原點為圓心、a為半徑的圓內(nèi)切或外切.
三、拓展體驗
在一題多解的拓展中,學生可以看到不同人思維的差異并從別人的思維中獲得啟迪,還可以看到建立在獨立思考基礎(chǔ)上的合作交流的重大意義.在一題多用、一題多變的拓展中,學生看到了多題一法,特殊與一般的關(guān)系.在拓展的過程中,學生們的情感體驗也在變化:或感嘆于我怎么沒有想到,或驚訝數(shù)學的神奇,或陶醉于心理的積極暗示——下一次,我也要多想想、多試試、多動動.這樣的拓展不但對已有的資源有更充分的利用,對學生的探究意識和能力的形成具有更大的促進作用.因此,教師要充分挖掘教材中例、習題的教學價值,培養(yǎng)學生在探究中發(fā)現(xiàn)、在探究中創(chuàng)造的能力,只有處于這種“樂于探究、主動參與、勤于動手”的課堂氛圍下,學生的創(chuàng)造性思維能力才能真正得到發(fā)展,才能給我們的學生一雙用數(shù)學視角觀察世界的眼睛,一個能用數(shù)學思維思考世界的頭腦!