王家強(qiáng)
在高三數(shù)學(xué)復(fù)習(xí)中,如何通過一個典型例子的解題教學(xué),達(dá)到讓學(xué)生學(xué)會編制“一張知識網(wǎng)”網(wǎng)絡(luò)所有相關(guān)的知識,達(dá)到觸類旁通,舉一反三,以少勝多的教學(xué)效果,盡量減輕給學(xué)生繁重學(xué)習(xí)負(fù)擔(dān),提高教學(xué)效率的最佳途徑。下面試圖通過一道有關(guān)弦長公式的運(yùn)用的例子的教學(xué)來說一說自己在這方面的做法和體會,與同行商榷。
摘選自2016年全國卷卷II的第23題:在直角坐標(biāo)系中,圓C的方程為.
(I)以坐標(biāo)原點(diǎn)為極點(diǎn),x軸正半軸為極軸建立極坐標(biāo)系,求C的極坐標(biāo)方程;
(II)直線l的參數(shù)方程是(t為參數(shù)),l與C交于A、B兩點(diǎn),,求l的斜率.
分析1:這道題目的第一問比較基礎(chǔ),主要考察直角坐標(biāo)和極坐標(biāo)的互相轉(zhuǎn)化,絕大多數(shù)同學(xué)都能正確寫出答案來,如下:
【解析】(Ⅰ)圓的極坐標(biāo)方程為.
分析2:這道題目的教學(xué)應(yīng)該放在的第二個問題的教學(xué)上,選擇這道題目的目的也主要是看中第二問簡單明了,適合自己的學(xué)生目前的學(xué)習(xí)水平,易于開展深入性復(fù)習(xí)教學(xué),通過這一題的教學(xué)讓學(xué)生很好地把有關(guān)“弦長”的算法“一網(wǎng)打盡”,真正達(dá)到復(fù)習(xí)的高效教學(xué)如下:
(教師)設(shè)問1:直線l的參數(shù)方程告訴我們這條直線的有什么“特征”?請同學(xué)來表達(dá)自己的理解。
學(xué)生1很快就回答:經(jīng)過原點(diǎn)且傾斜角為的一條直線。
設(shè)問2:這樣的直線你們還能夠用其它形式的方程來表示嗎?
學(xué)生2經(jīng)過思考、討論,覺得答案很多,發(fā)現(xiàn)這條直線還可以有這么一些形式方程來表示:
面對學(xué)生給出五花八門的答案,我微信著不可置否。
(繼續(xù)問學(xué)生)設(shè)問3:大家來共同思考:以上答案都對嗎?你們個人有什么意見補(bǔ)充?(學(xué)生陷入思考和討論)
學(xué)生3:我認(rèn)為①答案不一定正確的,因?yàn)樗锌赡鼙硎疽粭l與x軸垂直的直線,這時斜率不存在,無法表示成y=kx或這個形式,應(yīng)該分斜率存在或者不存在兩種情形處理。
學(xué)生4:方程②的表達(dá)欠完整,應(yīng)該再附上這個條件
同學(xué)們思考得嚴(yán)密周到,也表達(dá)完整無缺!
設(shè)問4:題目條件中也就是弦長已知,那么大家想一想,|AB|可以有怎樣表達(dá)?
學(xué)生1:直線與圓相交所得的弦長,d是圓心到直線的距離,跟k有直接關(guān)系:
解法一:圖像分析可知直線的斜率一定是k,則直線的方程為,由垂徑定理及點(diǎn)到直線距離公式知:,即,整理得
學(xué)生2:聯(lián)系,決定用直線的標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)方程進(jìn)行解題
解法二、將直線l的參數(shù)方程是(t為參數(shù))代入圓的方程中得:
設(shè)A、B兩點(diǎn)對應(yīng)的參數(shù)分別t1、t2是則由韋達(dá)定理得
學(xué)生3:由于A、O、B三點(diǎn)共線,故可以考慮采用極坐標(biāo)系中弦長公式
解法三、直線將直線l的參數(shù)方程是(t為參數(shù))化為極坐標(biāo)方程為,再代入圓極坐標(biāo)方程,得:
設(shè)點(diǎn)
學(xué)生4:聯(lián)系到以前學(xué)的弦長公式求解
解法四、由圖像可知直線的斜率k一定存在,故設(shè)直線l的方程是y=kx,點(diǎn)
則由
兩邊平方,化簡得:
學(xué)生5:幾何方法。數(shù)形結(jié)合,作出圖形如下,利用傾斜角與斜率關(guān)系,
轉(zhuǎn)化為解直角三角形,但注意斜率可以是正負(fù)的:
如圖,中,由勾股定理得
變式訓(xùn)練:在直角坐標(biāo)系中,直線的參數(shù)方程是(t為參數(shù)),直線與曲線相交于A、B兩點(diǎn),點(diǎn)Q的坐標(biāo)是(2,1),求的變化范圍。
通過一道難度中等偏下的高考選做題作為例題教學(xué)及一道變式訓(xùn)練,啟發(fā)學(xué)生對它進(jìn)行多維思考,有機(jī)地將學(xué)生學(xué)過的一些有關(guān)弦長公式糅合一起,進(jìn)行系統(tǒng)復(fù)習(xí)。采取這樣的復(fù)習(xí)教學(xué)方式,比較適合我們?nèi)魏我凰钠胀ǜ咧袑W(xué)生目前的數(shù)學(xué)水平和思維能力,比起一堂課洋洋灑灑講好多題的滿堂灌的解題教學(xué),這樣教學(xué)更能充分調(diào)動學(xué)生思考問題解決問題的積極性,突出學(xué)生主體地位和老師的輔助作用,培養(yǎng)學(xué)生發(fā)散思維,觸類旁通,因而效果也比較理想。提倡在高三復(fù)習(xí)中進(jìn)行這樣目的明確的微專題復(fù)習(xí)——盡量把教學(xué)要求設(shè)計(jì)達(dá)到大多數(shù)同學(xué)“跳一跳,就能摘到果實(shí)吃”,這樣的課才有生機(jī),充滿活力!