基于数学核心素养“读懂、厘清、解巧”的能力培养
——从2019年全国卷Ⅰ第21题谈起

2019-01-30 20:41广东华侨中学朱国璋
中学数学杂志 2019年23期
关键词:厘清定值抛物线

广东华侨中学 朱国璋

广东华侨中学 郑 旭

新修订的高中数学课程标准指出:在教学实践中,启发学生学会数学思考,引导学生会学数学,会用数学,树立以发展学生数学学科核心素养为导向的教学意识,将数学学科核心素养的培养贯穿于教学活动的全过程.数学解题既是教师数学教学的重要组成部分,也是评价学生学科核心素养的重要标准之一.因此,教师在数学解题教学中,特别注重培养和发展学生推理、建模、分析、运算等核心素养,避免机械记忆,生搬硬套.

我们知道,新高考对学生核心素养的考查将更加突出数学学科特色,着重考查学生的综合运用数学思维方法分析问题、解决问题的能力.为此,笔者认为数学解题教学要紧紧抓住“读懂、厘清、解巧”三个关键点.

读懂,是指挖掘题目信息,了解题目考点,结合已有认知,抽象数学模型,为准确理解题意做准备;厘清,是指运用综合法和分析法,转化与化归题目信息,紧抓数学概念和性质,构建解题思路与算法,为巧解题目做准备;解巧,是指进行充分推演计算,完善解题步骤格式,最后总结反思,内化数学素养,为以后举一反三做准备.

下面,试以2019年高考全国卷Ⅰ文科数学的圆锥曲线题为例,加以说明.

例(2019年全国卷Ⅰ第21题)已知点A,B关于坐标原点O对称,|AB|=4,⊙M过点A,B且与直线x+2=0相切.

(1)若点A在直线x+y=0上,求⊙M的半径;

(2)是否存在定点P,使得当点A运动时,|MA|-|MP|为定值?并说明理由.

解法一:已知题目中M,A都是动点,若要求出定点P的坐标,可用设而不求法先表示|MA|-|MP|,又|MA|、|MP|跟点M有关,因此可根据垂径定理寻找点M的性质,代入设而不求法表示的式子,化简得到答案.

(1)⊙M的半径r=2或r=6.过程略.

(2)依题意,设A(x1,y1),B(-x1,-y1),P(x0,y0),圆心M在直线OM:xx1+yy1=0上,若y1≠0,设圆心M则有即

此时|MA|-|MP|=|xM+2|-

取x0=1,y0=0,此时|MA|-|MP|=1是定值.

若y1=0,易得M(0,0),有|MA|-|MP|=2-1=1,满足题意,

所以存在定点P(1,0),使得|MA|-|MP|为定值1.

反思:该题作为全国卷Ⅰ文科数学最后一道压轴题,具有一定的思维量和计算量.在解题中,通常做法是将|MA|处理成动点M到定直线x=-2的距离,将|MP|处理成动点M到定点P的距离,在读懂题意的基础上翻译成数学语言,进行转化,然后直接作差完成解答.但如果继续分析解剖,学生还可以发现题目中的隐藏信息.由分析法知,题目要求探究|MA|-|MP|,就是探究动点M到定直线的距离与其到定点距离的关系.由圆锥曲线的定义,说明动点M的轨迹应该是抛物线,所求定点P为该抛物线的焦点,只要厘清条件隐含考查抛物线的定义和性质,就可以写出第二种解法.

解法二:设M(x,y),由已知得⊙M的半径为r=|x+2|,|AO|=2.

所以曲线C:y2=4x是以P(1,0)为焦点,以直线x=-1为准线的抛物线,即|MP|=x+1.

所以|MA|-|MP|=r-|MP|=x+2-(x+1)=1.

所以存在满足条件的定点P,即为抛物线y2=4x的焦点(1,0).

反思:学生如果读懂|MA|-|MP|和抛物线的定义有联系,就可以利用抛物线的性质完成解巧.不仅如此,如果学生读题时能意识到该题考查的是存在性问题,厘清可以先假设结论成立,并将结论当成新条件进行解题,则可以探究出第三种解法.

解法三:由解法二可得,点M的轨迹方程为y2=4x,设M又设存在定点P(xp,yp),使得当点A运动时,|MA|-|MP|=c为定值,

代入原式化简得4c-4=0,所以c=1,即存在定点P(1,0),使得当点A运动时,|MA|-|MP|为定值1.

反思:相信在上面三个解法的“读懂、厘清、解巧”过程中,学生的数学核心素养能有所提高.但学生的能力培养应不仅限于此,教师可适当进行变式训练进一步引导学生思考,例如将题目条件变成|MA|+|MP|呢?将条件改变后,又该怎样解题?

变式探究:已知点A,B关于坐标原点O对称,|AB|=4,⊙M过点A,B且与直线x+2=0相切.

(1)若点A在直线x+y=0上,求⊙M的半径;

(2)是否存在定点P,使得当点A运动时,|MA|+|MP|为定值?并说明理由.

分析:读题时发现,条件|MA|+|MP|不再暗示与抛物线定义有关,无法用抛物线性质解题,而且尝试直接表示|MA|+|MP|后,也很难通过观察配凑找出定点P和定值,所以思考当成探究性问题来处理,利用多项式性质完成解题.

解:(1)略.

(2)依题得,点M的轨迹方程为y2=4x.

代入原式化简得c2-2c+2=0,因为Δ<0,所以c不存在,即不存在定点P,使得当点A运动时,|MA|+|MP|为定值.

反思:通过变式探究,进一步巩固学生的数学核心素养.在解巧高考题和变式研究后,教师可引导学生回顾题目信息,回想思路形成,回味思想方法,在一题多解的基础上举一反三.

其实,不仅仅是圆锥曲线问题,在数学所有知识模块的解题中都需要学生“读懂、厘清、解巧”.读懂,就是数学的转化输入;厘清,就是数学的整合加工;解巧,就是数学的输出应用.三个环节层层递进,是正确解题的三板斧.新课改下教师在解题教学中可以引导学生进行针对性地练习,对应这三个环节有的放矢,查缺补漏,逐步提高学生解题的正确率.而学生只有读得懂题意,理得清思路,才能解得巧过程,并在解题过程中逐渐巩固和提高数学核心素养,适应新高考的要求.F

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