高中學生學習解析幾何過程中一定會遇到這類題:被拋物線所截長為3的線段的中點到軸的距離的最小值為多少?這道題有些學生是這樣解的,過程如下(如圖所示):
那么如何模型這類題呢?可見,這類題借助圖形和簡單的平面解析幾何知識是不夠的,必須從數(shù)的角度,建立合適的數(shù)學模型,進行嚴謹?shù)倪壿嬐评砗蛿?shù)學運算來解決問題。
下面從數(shù)的角度建立不同的函數(shù)與方程模型,借助函數(shù)與方程知識進行解決:(設|AB|=a)
模型二:設中點 C(x0,y0),設 A(x1,y1),B(x2,y2),直線的傾斜角為 α
模型四:設 A(t12,2t1),B(t22,2t2),C(x,y)
分析點評:
1.上述前三種模型方法的不同之處在于對弦長|AB|的處理不同,模型一是最常規(guī)的弦長處理方式,最后將x的最值轉化為關于t的函數(shù)最值,模型二、三則打破常規(guī),變向使用弦長和點在曲線上,最后轉化為關于傾角的三角函數(shù)的最值問題。引入?yún)?shù)的方式不一樣,得到的代數(shù)形式也不一樣,但歸宿相同,這充分體現(xiàn)了代數(shù)本質的一致性和靈活性。
2.模型四與前三種模型的思路不同,不是正面求解,而是先求中點的軌跡方程,再用方程限制范圍,此解法充分體現(xiàn)了函數(shù)、方程、不等式在解析幾何中的應用。
3.由上述模型可得出此類題的一般結論:設拋物線方程為y2=2px(p>0),弦長|AB|=a,則AB中點C 到 y軸距離最小值dmin;
解析幾何是用代數(shù)方法研究幾何問題的數(shù)學分支,其中的題目可涉及到函數(shù)、三角、不等式等各種數(shù)學知識,這就決定了一個解析幾何問題可能有多種不同的解法。解析幾何的一題多解可以提高思維的靈活性,拓展學生的思路,進而可以提高解決數(shù)學綜合問題的能力,從而提升學生的核心素養(yǎng)。