“坐标”参数在解几中的应用

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  [摘要]高三教学中,在众多参数中(“角”参数、“长度”参数、“斜率”参数、“坐标”参数等)强化了“坐标”参数的地位和作用,并形成了“坐标”参数法:即适当引入坐标参数,利用点在曲线上、三点共线和向量相等等方法产生若干方程,只需对方程进行变形、消元即可实现解题目标。利用“坐标”参数法解题,使学生操作上有章可循,并能有效地降低思维难度和提高解题效益。为解决解几问题提供了一条新的解题途径。应用“坐标”参数法解题只需三个步骤:引坐标参数列条件等式消参、变形达成目标。由于操用性强而降低了思维难度,学生易把握。在解题过程中要合理引入“坐标”参数、充分利用结构特征,还须加强学生的观察、分析问题能力的培养,强化整体、目标意识、提高恒等变形能力。
  [关键词]“坐标”参数 解几中
  中图分类号:G63文献标识码:A 文章编号:1671-7597 (2008) 0210069-01
  
  笔者在高三教学中,在众多参数中(“角”参数、“长度”参数、“斜率”参数、“坐标”参数等)强化了“坐标”参数的地位和作用,并形成了“坐标”参数法:即适当引入坐标参数,利用点在曲线上、三点共线和向量相等等方法产生若干方程,只需对方程进行变形、消元即可实现解题目标。利用“坐标”参数法解题,使学生操作上有章可循,并能有效地降低思维难度和提高解题效益。为解决解几问题提供了一条新的解题途径。
  一、引入“坐标”参数的原则
  坐标(有序数对)确定点,坐标之间的联系反映出点的运动规律,“坐标”参数能充分揭示变量之间的内在联系和规律,是已知通向目标的桥梁。引进参数要坚持相关性原则和适量性原则。
  1.应用“坐标”参数法求点的轨迹。通常引进相关点的坐标为参数,根据条件列出方程,然后消参,得到动点坐标之关系即动点的轨迹方程,在消参过程中注意方程特征和整体思想的应用。
  
  例1 (1995年全国高考理科)已知椭圆,直线L:,P是L上一点,射线OP交椭圆于R,点Q在OP上,且满足|OQ||OP|=|OR|2,当P在L上移动时,求点Q的轨迹,并说明轨迹是什么曲线。
  解如图1,设P(x1,y1),R(x2,y2),Q(x,y),由条件|OQ||OP|=|OR|2可知:xx1=x2,根据O、P、R与O、Q、R三点共线和R、P分别在椭圆和直线L上,可得方程组:
  
  由(1)、(3)得 由(2)、(4)得
  
  代入(5)化简得 (其中x,y均不为0),即点Q的轨迹为一椭圆 (除原点外)。
  评注:此题引进了x1、y1、x2、y2 四个坐标参数,列出了五个方程。一般地,引进n个参数(除动点坐标外),则需要找出n+1个互相独立的方程,才能消去参数得到x、y的关系。通常引进的“坐标”参数的个数较多,在消元过程中要充分利用方程的特征进行加减消元和代入消元。
  2.应用“坐标”参数法研究曲线的性质。利用“坐标”参数法研究曲线的性质,关键是设法将目标问题表达成坐标参数的表达式,然后通过对条件式进行化简、变形、运算,最终达成目标。在研究过程中,要充分利用方程结构特征,使过程得到简化。
  例2(2005年武汉市部分学校高三调研) 过椭圆
  (A>b>0)外一定点A(m,0)作一直线l交椭圆C于P、Q两点,又Q关于x轴的对称点为Q1,连接PQ1交x轴于点B。
  
  
  
   证明如图3,设P(x1,y1),Q(x2,y2),则Q1(x2,-y2),Pq1
  
  的斜率为 故PQ1的方程为:
  
  令y=0得只须证明即可。
  由P、Q在椭圆上和A、P、Q三点共线可得方程组:
  二、评注
  此题先将点B的横坐标表达成坐标参数的表达式,然后从方程组出发,瞄准目标结构进行变形,步步逼近,最后使目标得以实现。
  应用“坐标”参数法解题只需三个步骤:引坐标参数;列条件等式;消参、变形达成目标。由于操用性强而降低了思维难度,学生易把握。在解题过程中要合理引入“坐标”参数、充分利用结构特征,还须加强学生的观察、分析问题能力的培养,强化整体、目标意识、提高恒等变形能力。
  
  注:本文中所涉及到的图表、注解、公式等内容请以PDF格式阅读原文。
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