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基于“等腰直角”条件的深度探究与拓展论文

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2023-12-26 15:21:15    来源:    作者:hemenglin

摘要:文章以一道圆锥曲线题为例,深度挖掘“等腰直角”条件的转化,从多个角度进行探究,同时进行类比探究,加深对问题本质的理解,进而将方法迁移到高考试题和竞赛试题中,更具一般性.

  摘 要 : 文章以一道圆锥曲线题为例,深度挖掘“等腰直角”条件的转化,从多个角度进行探究,同时进行类比探究,加深对问题本质的理解,进而将方法迁移到高考试题和竞赛试题中,更具一般性.

  关键词 : 圆锥曲线,等腰直角,探究,拓展

  1 问题提出

  解析几何是高中数学的重要内容之一,其本质 是以代数方法来研究几何特征,其特点是综合性强, 运算量大,变化较多,对学生的能力要求很高,而 圆锥曲线作为解析几何中的重中之重,在 问题考 查中,可能会出现一些特殊的条件,如何在代数 环境中处理呢? 本文以 2021 年江苏七市一模第 22 题中出现的“等腰直 角”条件为例,对此类 问题进行探究与拓展.

  2 试题解法


  点评 此方法选择的是点参,借助等腰直角三角形的条件用点 A 坐标来表示点 B 坐标,再根据点在椭圆上,构建关于 x1(y1) 的二次方程,从而由根的分布解出结果,体现了曲线与方程的联系.

  解法 2 设直线 OA 的斜率为 k(k>0) ,倾斜角 为 θ(0 ° < θ <90 ° ) ,因为 ΔOAB 是等腰直角三角形 ( 点 O,A,B 按顺时针排列) ,且 OA⊥AB,则直线 AB 的斜率 kOB = tan( θ - 45 ° ) 或 kOB = tan( θ + 135 ° ) .

  点评 此方法选择的是斜率作为参变量,借助 于角的中间量找到坐标关系,进而得出关于 k 的方 程,同样根据根的分布即可解决,充分体现了角和斜率在圆锥曲线中的运用.

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  点评 方法 3 主要是中间的处理方法与方法 2 有些区别,通过对两个等式的特殊处理,结合基本不 等式即可轻松求出,这里也充分体现了基本不等式在处理一些最值问题的优势.

  点评 方法 4 选择了角参,借助于参数方程可 以把等腰直角三角形的条件进行转化,进而得到点 坐标的三角表示,把所求的比值用所设角的三角函 数来表示,从而借助于三角函数知识求得最值,当然 ①式的处理也可齐次化,化为关于 tanθ 的函数来解 决,充分体现了三角函数与圆锥曲线的联系.

  点评 考虑到 图形 的特征,这里仅把椭圆的 背景推广到双曲线的右支上,根据前面的方法, 同样可以进行处理,也体现了圆锥曲线的一些家族特性.

  4 真题链接

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  ( 1) 求 C 的方程 ;

  (2) 若点 P 在 C 上,点 Q 在直线 x = 6 上,且 | BP | = | BQ | ,BP⊥BQ,求ΔAPQ 的面积.

  解析 不妨设 P,Q 在 x 轴上方,因为点 P 在 C 上,点 Q 在直线 x = 6 上,且 | BP | = | BQ | ,BP⊥BQ, 过点 P 作 x 轴垂线,垂足为点 M,设 x = 6 与 x 轴交 点为 N,根据题意画出图形.

  由| BP | = | BQ | ,BP ⊥BQ,∠PMB = ∠QNB = 90 ° , 又 ∠PBM + ∠QBN = 90 ° , ∠BQN + ∠QBN = 90 ° , 则∠PBM = ∠BQN.根据三角形全等条件“AAS ” ,可得ΔPMB≌ΔBNQ.

  5 反思总结

  在数学教学中,对于问题的解决,要能够放开思 维,不必拘泥于问题背景中的常规思路,就像本文开 头的问题,等腰直角三角形的条件可以从点、角、斜 率等多个方面来研究,这样才能真正体现数学知识 的全面性、融合性,也才能更好地促进学生能力的提高、思维的提升、素养的形成.


参考文献 :

  [1] 中华人民共和国教育部.普通高中数学课程标 准(2017 年版) [M].北京: 人 民教育 出版社,2018 .