任小平
[摘 要] 高考命題體現(xiàn)“植根于教材,來源于課本,著眼于提高”的原則,本文以圓錐曲線的復(fù)習(xí)為例,引導(dǎo)學(xué)生回歸課本,挖掘教材,夯實(shí)基礎(chǔ),深入研究課本典型例題、習(xí)題及其引申、演變. 高考圓錐曲線模塊知識點(diǎn):定義與方程、軌跡、定點(diǎn)、定值、最值、共線等.
[關(guān)鍵詞] 教材;挖掘;高考
教育部考試中心姜鋼主任在解讀2017全國高考新修訂考綱的文章中指出:通過“必備知識、關(guān)鍵能力、學(xué)科素養(yǎng)、核心價值”四層考查目標(biāo);通過“基礎(chǔ)性、綜合性、應(yīng)用性、創(chuàng)新性”四翼考查要求. 解讀中指出:“必備知識”強(qiáng)調(diào)考查學(xué)生長期學(xué)習(xí)的知識儲備中的基礎(chǔ)性、通用性知識,是學(xué)生今后進(jìn)入大學(xué)學(xué)習(xí)以及終身學(xué)習(xí)所必須掌握的. 高考盡管是選拔性考試,但也至少有60%的基礎(chǔ)題,這些知識絕大部分都在教材上有明確體現(xiàn).
事實(shí)上,其他三個層面及“四翼”的培養(yǎng)與形成有較大一部分取決于學(xué)生對教材的學(xué)習(xí)與掌握程度,無論是全國卷,還是自主命題的省、市卷,各份試卷都特別注重高考與教材的緊密聯(lián)系,因而用好教材以及對教材的挖掘至關(guān)重要.
在高考備考的學(xué)習(xí)中對照考綱,用好教材,盡量把“目標(biāo)”與“要求”的考查用課本例題、習(xí)題或變式題這些熟悉的背景呈現(xiàn)給學(xué)生,更有利于學(xué)生各個方面的能力的培養(yǎng)與形成.
由于高考命題充分體現(xiàn)了“植根于教材,來源于課本,著眼于提高”的原則,本文以圓錐曲線的復(fù)習(xí)為例,引導(dǎo)學(xué)生回歸課本,挖掘教材,夯實(shí)基礎(chǔ),深入研究課本典型例題、習(xí)題及其引申、演變,關(guān)注高考圓錐曲線模塊知識點(diǎn):定義與方程、軌跡、定點(diǎn)、定值、最值、共線等在教材的生長點(diǎn),使高考備考事半功倍.
[?] 橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程
高考重視學(xué)科素養(yǎng)的考查,重視學(xué)生的概念形成過程,重視學(xué)生對概念的理解及通用性知識的考查.
(1)人教A版《選修2-1》第40頁例1:
已知橢圓的兩個焦點(diǎn)坐標(biāo)分別是(-2,0),(2,0),并且經(jīng)過點(diǎn)
,
-,求它的標(biāo)準(zhǔn)方程.
課本提出了兩種解決方法:①定義法;②待定系數(shù)法.
2013年高考四川理科卷第20題:
已知橢圓C:+=1(a>b>0)的兩個焦點(diǎn)分別是F1(-1,0),F(xiàn)2(1,0),橢圓C經(jīng)過點(diǎn)P
,
. 其第一問“求橢圓C的離心率”就是以該例為背景改編而成的.
采用課本的定義法求解如下:2a=
PF1
+
PF2
=+=2,所以a=. 又由已知得c=1,所以橢圓C的離心率e===.
(2)人教A版《選修2-1》習(xí)題2.2A組第7題:
如圖1,圓O的半徑為定長r,A是圓O內(nèi)一個定點(diǎn),P是圓上任意一點(diǎn). 線段AP的垂直平分線l和半徑OP相交于點(diǎn)Q,當(dāng)點(diǎn)P在圓O上運(yùn)動時,點(diǎn)Q的軌跡是什么?為什么?
人教A版《選修2-1》習(xí)題2.3A組第5題與該習(xí)題類似. 學(xué)生探究后容易求解這兩個問題.
軌跡問題可以優(yōu)先考慮運(yùn)用定義法:連接QA,由于l是線段AP的垂直平分線,Q∈l,所以QA=QP. 又OP=OQ+QP=r,從而QO+QA=r.由橢圓的定義可知,點(diǎn)Q的軌跡是橢圓.
2016年高考全國新課標(biāo)Ⅰ卷第20題:
如圖2,設(shè)圓x2+y2+2x-15=0的圓心為A,直線l過點(diǎn)B(1,0)且與x軸不重合,l交圓A于C,D兩點(diǎn),過B作AC的平行線交AD于點(diǎn)E. 其第一問“證明EA+EB為定值,并寫出點(diǎn)E的軌跡方程”的生長點(diǎn)就是該習(xí)題.
學(xué)生在此基礎(chǔ)上容易完成此問題的求解:因?yàn)锳D=AC,EB∥AC,故∠EBD=∠ACD=∠ADC,所以EB=ED,故EA+EB=EA+ED=AD. 又圓A的標(biāo)準(zhǔn)方程為(x+1)2+y2=16,從而AD=4,所以EA+EB=4. 由題設(shè)得A(-1,0),B(1,0),AB=2. 由橢圓定義可得點(diǎn)E的軌跡方程為+=1(y≠0).
[?] 三角形的周長問題
教材部分典型例題、習(xí)題及其演變是考試內(nèi)容的具體化,教材是高考較大一部分中低檔試題的直接來源.
人教A版《選修2-1》“2.2.1橢圓及其標(biāo)準(zhǔn)方程”練習(xí)第3題:
已知經(jīng)過橢圓+=1的右焦點(diǎn)F2作垂直于x軸的直線AB,交橢圓于A,B兩點(diǎn),F(xiàn)1是橢圓的左焦點(diǎn). (1)求△AF1B的周長;(2)如果AB不垂直于x軸,△AF1B的周長有變化嗎?為什么?
2012年四川卷理科第15題、2014年全國卷第6題兩試題命制的生長點(diǎn)選擇的就是這題.
2014年全國卷第6題:
已知橢圓C:+=1(a>b>0)的左、右焦點(diǎn)為F1,F(xiàn)2,離心率為,過F2的直線l交C于A,B兩點(diǎn),若△AF1B的周長為4,則C的方程為( )
A. +=1 B. +y2=1
C. +=1 D. +=1
2012年四川卷理科15題:
如圖3,橢圓+=1的左焦點(diǎn)為F,直線x=m與橢圓相交于點(diǎn)A,B,當(dāng)△FAB的周長最大時,△FAB的面積是________.
設(shè)F′為橢圓的右焦點(diǎn),連接AF′,BF′. △FAB的周長=AF+BF+AB=4-AF′+4-BF′+AB=8+AB-(AF′+BF′)≤8.
當(dāng)直線AB過右焦點(diǎn)F′時“=”成立. 此時AB=3,F(xiàn)F′=2,△FAB的面積為3.
該題進(jìn)一步還可以演變?yōu)椋篈,B是橢圓+=1上的兩動點(diǎn),左焦點(diǎn)為F,則△FAB的周長的最大值為_________.
學(xué)生用同樣的方法可以得到△FAB的周長的最大值為8.
[?] 位置關(guān)系與最值問題
高考是選拔性考試,高考部分試題必須有一定難度,這部分試題大多數(shù)也是根據(jù)教材的基本內(nèi)容、基本方法編擬的,只不過是在綜合性和靈活性上提出了較高要求.
(1)人教A版《選修2-1》“2.2.2橢圓的簡單幾何性質(zhì)”例7:
如圖4,已知橢圓的方程為+=1,直線l:4x-5y+40=0.橢圓上是否存在一點(diǎn),使它到直線l的距離最???最小距離是多少?
作出直線l與橢圓(如圖4所示),觀察圖形,可以發(fā)現(xiàn),利用平行于直線l且與橢圓只有一個交點(diǎn)的直線(直線與橢圓相切),可以求得相應(yīng)的最小距離.
學(xué)生根據(jù)分析容易提出課本求解方法(判別式法),引導(dǎo)學(xué)生繼續(xù)探究其他方法. 經(jīng)過探究后,學(xué)生提出用參數(shù)法設(shè)出橢圓上點(diǎn)M的坐標(biāo)(5cosφ,3sinφ),表示出M到直線l:4x-5y+40=0的距離d=,然后采用三角函數(shù)的輔助角公式可以求出d的最小值.
還可以更進(jìn)一步探究:一般情況下直線l:Ax+By+P=0與橢圓+=1(a>0,b>0,a≠b)相切時,A,B,P,a,b滿足的關(guān)系. 學(xué)生分組探究后得到滿足的關(guān)系式為:A2a2+B2b2=P2. 這在練習(xí)中或考試中解決小題會顯得非??旖?、準(zhǔn)確.
如:已知以F1(-2,0),F(xiàn)2(2,0)為焦點(diǎn)的橢圓與直線x+y+4=0有且僅有一個交點(diǎn),則橢圓的長軸長為( )
A. 3 B. 2
C. 2 D. 4
運(yùn)用結(jié)論可得12a2+()2b2=42,即a2+3b2=16,又a2-b2=4,從而a2=7,a=,選C.
(2)人教A版《必修2》“3.3.3點(diǎn)到直線的距離”以及人教A版《選修2-1》“2.2.2橢圓的簡單幾何性質(zhì)”的練習(xí)第7題:
經(jīng)過橢圓+y2=1的左焦點(diǎn)F1作傾斜角為60°的直線l,直線l與橢圓相交于A,B兩點(diǎn),求AB的長.
2016年全國新課標(biāo)Ⅰ第20題:
設(shè)圓x2+y2+2x-15=0的圓心為A,直線l過點(diǎn)B(1,0)且與x軸不重合,l交圓A于C,D兩點(diǎn),過B作AC的平行線交AD于點(diǎn)E. 其中第二問“設(shè)點(diǎn)E的軌跡為曲線C1,直線l交C1于M,N兩點(diǎn),過B且與l垂直的直線與圓A交于P,Q兩點(diǎn),求四邊形MPNQ面積的取值范圍”.
該問就是將教材知識點(diǎn)交匯后以此為背景綜合改編而成的. 具體求解如下:
當(dāng)l與x軸不垂直時,設(shè)l的方程為y=k(x-1)(k≠0),M(x1,y1),N(x2,y2).
由y=k(x-1),
,0
,由后面計算的結(jié)果知道該點(diǎn)仍然是(2p,0).
通過這兩個題目的分析、探究,引導(dǎo)學(xué)生改編、演變,適當(dāng)時提出問題:
已知拋物線y2=2px(p>0)的頂點(diǎn)為O,A,B為其上的兩個動點(diǎn),當(dāng)OA⊥OB時,直線AB是否一定過定點(diǎn)(2p,0)?反過來,直線AB過定點(diǎn)(2p,0)時,是否一定有OA⊥OB?
各個學(xué)習(xí)小組討論、交流,學(xué)生給出問題的解決辦法:
設(shè)A(x1,y1),B(x2,y2),直線AB的方程為x=my+t.
由x=my+t,
y2=2px,得y2-2pmy-2pt=0.
所以y1+y2=2pm,y1y2=-2pt.
所以x1x2=(my1+t)(my2+t)=m2y1y2+mt(y1+y2)+t2=-2ptm2+2pm2t+t2=t2.
因?yàn)镺A⊥OB,所以x1x2+y1y2=0.
所以t2-2pt=0,所以t=2p,直線AB的方程為x=my+2p,直線AB過定點(diǎn)(2p,0).
學(xué)生通過課本兩個習(xí)題的研究容易得到:
已知拋物線y2=2px(p>0)的頂點(diǎn)為O,A(x1,y1),B(x2,y2)為其上的兩個動點(diǎn),當(dāng)OA⊥OB時,直線AB一定過定點(diǎn)(2p,0);反之,直線AB過定點(diǎn)(2p,0)時,一定有OA⊥OB,且x1x2=4p2,y1y2=-4p2.
事實(shí)上,還可以演變、引申出結(jié)論:
已知拋物線y2=2px(p>0)的頂點(diǎn)為O,A(x1,y1),B(x2,y2)為其上的兩個動點(diǎn),當(dāng)·=-p2時,A,B,M(p,0)三點(diǎn)共線;反之,直線AB過定點(diǎn)M(p,0)時,一定有·=-p2,且x1x2=p2,y1y2=-2p2.
在高考備考中,其他模塊與圓錐曲線模塊的復(fù)習(xí)一樣,首先研究近些年高考試題的命題導(dǎo)向,找出試題在教材中的生長點(diǎn);其次,積極引導(dǎo)學(xué)生挖掘教材,探究教材試題的改編,把握好教材與高考的鏈接,切實(shí)達(dá)到高考復(fù)習(xí)事半功倍的效果.