


摘? 要:通過對一道解析幾何題進行多角度的解法探索、背景探源,挖掘題目的評價功能,感悟解析幾何的本質,賞析高考命題的基礎性、綜合性、應用性、創新性,并給出新高考備考的幾點建議.
關鍵詞:高考命題;解析幾何;數學運算
一、問題探究
此題是教育部考試中心為2021年參加全國新高考的八省(河北、遼寧、江蘇、福建、湖北、湖南、廣東、重慶)命制的適應性試卷中的一道選擇題. 此題對拋物線方程的求法、直線與圓的位置關系、直線與拋物線的位置關系、直線的方程等解析幾何基礎知識均有考查,體現了高考命題的基礎性和綜合性.
【評析】由此可見,無論是設點的參數,還是設斜率的參數,都是充分利用題目條件化歸為點B,C縱坐標的關系. 解法3 ~ 解法5都是利用“同構”的想法避免了點B,C坐標的求解,這種求直線方程的方法由教材中經典習題的解法而來.
解法5從幾何角度出發,充分利用圖形的特殊性,點A恰在圓心的正上方,切線的斜率變得很直觀. 于是,題目中圓的作用是構造傾斜角互補的兩條直線. 化靜為動,倘若過點A作兩條傾斜角互補的直線,由此產生的動直線BC的斜率是不變的,其值是點B,C重合(極限位置)于拋物線上一點處的切線斜率,即點A處的拋物線切線斜率的相反數,這是拋物線中的一個經典定值問題.
此題為2004年高考北京卷理科第17題,一出現便成為解析幾何探尋動中之靜的經典題目,相關變式在各類試卷、資料中屢見不鮮. 例如,2009年高考遼寧卷第20題(題源3). 在其他圓錐曲線中類似構圖,也會得到定值結論.
題源3:已知橢圓C經過點[A1, 32,] 兩個焦點為[-1,0, 1,0.]
(1)求橢圓C的方程;
(2)E,F是橢圓C上的兩個動點,如果直線AE的斜率與AF的斜率互為相反數,證明直線EF的斜率為定值,并求出這個定值.
于是,利用該結論,再配合排除法,可以得到如下解法.
二、備考建議
“一核、四層、四翼”的高考評價體系,推動著高考命題由能力立意向素養導向的變革. 近年來的高考全國卷在題型、情境、設問方式等方面不斷進行改革,命題越來越靈活,導致新高考“難度加大”“閱讀量增加”等輿論四起. 對這套試卷,有人給出了“前面不送分,后面不送命,難易無序,題題都勾魂;左看無熟題,右看無套路,主次不明,處處皆重點”的批語,在一定程度上反映出師生對將要面對的新高考的迷茫. 縱使摸不透高考考查的新動向,但通過“四翼”實現對學生“四層”有效考查的評價體系已經明確,故教師應以不變應萬變,扎實做好復習工作.
1. 強化基礎,提高數學運算能力
高考注重考查基礎性、綜合性、應用性、創新性. 此題將直線、拋物線、圓等結合起來命題,具有一定的綜合性,但所考查的都是解析幾何中的基礎問題和典型問題. 高考改革并不意味著要全盤否定原來的考查內容,只要是合適的材料,置于合適的情境中,能考查學生的核心素養,都可以成為新高考中考查的題目.
從學生最易入手的解法1來看,題目考查了學生在熟悉的數學情境中,根據問題的特征建立合適的運算思路解決問題(數學運算的水平一)的能力,這是每名學生都應達到的要求. 由此可見,對于解析幾何的教學,要強化基礎,切實提高學生的數學運算能力.
2. 積累經驗,提高模型應用能力
《普通高中數學課程標準(2017年版)》提出讓學生“學會用數學模型解決實際問題,積累數學實踐的經驗”. 教學中,應引導學生在豐富的解題活動中積累經驗、形成模型,以便學生在新情境中能快速識別出熟悉的模型,并運用模型提高解題的效益. 九層之臺,起于累土. 從題源來看,此題由拋物線中的一個“二級結論”演變而來,倘若學生能夠透過直線與圓的相切關系,發現兩條切線的傾斜角互補,則可以得到簡捷的解法6. 當然,我們要做的并不是增加學生的負擔,讓學生強記更多的“二級結論”來解題,而是要在對經典問題模型化的過程中,培養學生的數學抽象能力,達到“落一葉而知秋”.
3. 注重本質,提升數學理解能力
數學教學的核心始終是揭示數學本質,發展思維能力. 教學中,應引導學生把握數學內容的本質,提升數學理解能力. 解析幾何是用代數的方法研究幾何問題,研究曲線與方程的關系. 對解析幾何的理解,不應僅貼上代數運算的標簽. 處理曲線的交點問題,通常有直接求解和設而不求兩種思路,直接求解常會陷入繁雜的計算,設而不求在含參推導中更易見一般性. 此題所求直線的方程應是點B,C的坐標滿足的二元一次方程,設法獲得橫、縱坐標滿足的等量關系,體現了對曲線的方程的本質理解.
參考文獻:
[1]中華人民共和國教育部制定. 普通高中數學課程標準(2017年版)[M]. 北京:人民教育出版社,2018.
[2]教育部考試中心制定. 中國高考評價體系[M]. 北京:人民教育出版社,2020.
[3]李善良. 關于中學數學教學核心的思考[J]. 江蘇教育(中學教學版),2013(4):21-24.
[4]張培強,魏賢剛. 2020年高考“立體幾何”專題命題分析[J]. 中國數學教育(高中版),2020(10):41-47.