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“动”“静”结合,“数”“形”思维

 泰荣林黑皮 2021-12-26

——对一道解几题的探究

王春凤   江苏省苏州市张家港市沙洲中学  

“双动点”间的距离的最值问题,是解析几何中比较常见的一类“运动”问题,“动”“静”结合,常量与变量融合,有限与无限转化,让问题“动”起来,巧妙把平面几何、平面解析几何以及其他一些相关知识加以交汇与融合,立意新颖,综合性强,可以很好考查学生的数学基本知识、数学思想方法和数学能力等,倍受青睐.

1.问题呈现

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此题以“一抛物线”与“抛物线内一圆”为问题背景,以两曲线的位置关系进行合理渗透,通过两曲线上的两“动点”的运动变化来巧妙设置,进而确定“两动点”间的距离的最小值问题.

破解时,可以利用平面解析几何中“数”的关系进行切入,借助函数思维,通过两点间距离公式的应用,结合函数的最值问题的求解来分析与处理;可以利用平面解析几何中“形”的特征进行切入,借助几何思维,通过两曲线的位置关系的确定,结合几何图形的最值问题的求解来分析与处理等.

2.问题破解

思维视角一:抓住“数”的关系——函数思维

方法1(配方法1

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点评:借助与已知圆同圆心的圆与抛物线相切,结合抛物线方程的变形以及求导处理,利用导数的几何意义确定切线的斜率,利用过圆心与切点的直线与切线垂直的几何性质,结合直线的斜率公式以及两直线垂直的关系建立关系式,结合点在抛物线上确定切线的值,进而确定此时与抛物线相切的圆的半径,利用两圆半径的差即为所求线段的最小值.结合平面几何图形,数形结合,从导数的视角来研究切线问题,综合平面几何知识来分析与处理.

3.变式拓展

探究1改变抛物线与圆的位置关系,由“圆在抛物线内”变为“圆在抛物线外”,为方便运算对相应的系数加以修正处理,得到以下对应的变式问题.

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4.教学启示

破解解析几何中的“双动点”问题,主要从以下“动”背景中“形”与“数”的不同视角来切入:

(1)从“动”视角切入以“形”来解决“双动点”问题

解决一些解析几何中的“双动点”问题,要按照“双动点”之间的主次关系,从“动”视角切入,把握“主动支配从动”和“从动跟随主动”,在“动”中找规律,在“动”中取“定”,从几何视角角度进行合理回归问题实质与本源,化“双动”为“单动”,化“动”为“静”,从而“动中取静”,结合平面几何的基本性质加以分析、转化、处理与应用.

(2)从“动”视角切入以“数”来解决“双动点”问题

解决一些解析几何中的“双动点”问题,按照“双动点”的变化规律引入合理参数,建立对应的函数、方程、不等式等相关关系,通过函数法、不等式法、导数法等来确定相应的最值问题,化“动”的几何图形问题为“数”的变化规律问题,以代数运算与逻辑推理来分析与处理.

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