鄭國贊
直線與圓錐曲線的綜合問題在各類考試中多以高難題、壓軸題形式出現(xiàn),主要考查位置關系、弦長、定值與定點、最值與范圍等問題,對數(shù)學運算、邏輯推理的數(shù)學核心素養(yǎng)及分析與解決問題的能力要求較高,縱觀近幾年的浙江高考數(shù)學卷中的此類問題,均涉及到了直線與拋物線的問題,可謂文風不變,一脈相承,本文將從2020年高考浙江卷第21題入手,談談此類問題的解決方法及其拓展.
1 問題呈現(xiàn)
(2020年高考浙江卷.21)如圖1,己知橢圓C1:X +y2 =1,拋物線C2:y2=2px(p>0),點A是橢圓C1與拋物線C的交點,過點A的直線交橢圓C于點B,交拋物線于M(M,B不同于A).
(1)略.
(2)若存在不過原點的直線,使M為線段AB的中點,求p的最大值,
分析本題涉及到直線與橢圓、直線與拋物線的關系,顯然要引入直線,方程,考慮到拋物線的方程形式,直線,選擇x=my+n的方程形式,解題思路即根據己知條件列出參變量m,n,p的關系,消元后再構造目標函數(shù),最終求出參數(shù)p的最值.
2 探究分析
實際上,對于拋物線y2= 2px(p>0)與直線的問題,直線方程通常設為y= kx +b,或者x=my+n,這兩種形式均引入了兩個參變量k,b或m,n,相對而言,第二種設法優(yōu)于第一種設法,它避免了代入時平方的運算.除了上述兩種形式的直線設法之外,其實還有如下的方程形式,
評注這種直線方程的形式也是引入了兩個參變量y1,y2,且這兩個參變量有著顯著的幾何特征即兩個交點的縱坐標,我們也可以把y1+y2與y1,y2視為兩個整體,亦相當于引入兩個參變量,
由上述性質1,2020年高考浙江卷第21題還可作如下分析解答:
評注解法3充分利用幾何性質,無需設直線方程代入圓錐曲線,解法顯得簡潔明了,
除了上述的幾種解法之外,本題還可利用直線與橢圓相交時的一個性質進行分析,即KOM KAB=e2一l(e為橢圓的離心率),具體解法與解法3中的KOM KAM=一1相同,本文不展開敘述.
由上述可知,直線與拋物線的問題思維要求高,計算量大,當問題中含一個或多個參數(shù)時,對數(shù)學運算的素養(yǎng)就要求更高,教師在此類問題的教學過程中應對每一個數(shù)學運算的算理(為什么能這樣算,計算的依據)、算法(如何算,計算的步驟或程序)、算力(計算的功力,最終算出正確的結果)[2]進行分析,要引導學生認識運算的目的性,設計合理的計算程序,訓練代數(shù)式及多參數(shù)計算與轉化的能力,培養(yǎng)學生選擇簡捷運算途徑的意識和習慣,只有這樣才能提高教學的有效性與針對性,
參考文獻
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[2]陸建根.數(shù)學運算,算法從哪里來[J].中學數(shù)學教學參考,2018(7):23