高中學(xué)生學(xué)習(xí)解析幾何過(guò)程中一定會(huì)遇到這類題:被拋物線所截長(zhǎng)為3的線段的中點(diǎn)到軸的距離的最小值為多少?這道題有些學(xué)生是這樣解的,過(guò)程如下(如圖所示):
那么如何模型這類題呢?可見(jiàn),這類題借助圖形和簡(jiǎn)單的平面解析幾何知識(shí)是不夠的,必須從數(shù)的角度,建立合適的數(shù)學(xué)模型,進(jìn)行嚴(yán)謹(jǐn)?shù)倪壿嬐评砗蛿?shù)學(xué)運(yùn)算來(lái)解決問(wèn)題。
下面從數(shù)的角度建立不同的函數(shù)與方程模型,借助函數(shù)與方程知識(shí)進(jìn)行解決:(設(shè)|AB|=a)
模型二:設(shè)中點(diǎn) C(x0,y0),設(shè) A(x1,y1),B(x2,y2),直線的傾斜角為 α
模型四:設(shè) A(t12,2t1),B(t22,2t2),C(x,y)
分析點(diǎn)評(píng):
1.上述前三種模型方法的不同之處在于對(duì)弦長(zhǎng)|AB|的處理不同,模型一是最常規(guī)的弦長(zhǎng)處理方式,最后將x的最值轉(zhuǎn)化為關(guān)于t的函數(shù)最值,模型二、三則打破常規(guī),變向使用弦長(zhǎng)和點(diǎn)在曲線上,最后轉(zhuǎn)化為關(guān)于傾角的三角函數(shù)的最值問(wèn)題。引入?yún)?shù)的方式不一樣,得到的代數(shù)形式也不一樣,但歸宿相同,這充分體現(xiàn)了代數(shù)本質(zhì)的一致性和靈活性。
2.模型四與前三種模型的思路不同,不是正面求解,而是先求中點(diǎn)的軌跡方程,再用方程限制范圍,此解法充分體現(xiàn)了函數(shù)、方程、不等式在解析幾何中的應(yīng)用。
3.由上述模型可得出此類題的一般結(jié)論:設(shè)拋物線方程為y2=2px(p>0),弦長(zhǎng)|AB|=a,則AB中點(diǎn)C 到 y軸距離最小值dmin;
解析幾何是用代數(shù)方法研究幾何問(wèn)題的數(shù)學(xué)分支,其中的題目可涉及到函數(shù)、三角、不等式等各種數(shù)學(xué)知識(shí),這就決定了一個(gè)解析幾何問(wèn)題可能有多種不同的解法。解析幾何的一題多解可以提高思維的靈活性,拓展學(xué)生的思路,進(jìn)而可以提高解決數(shù)學(xué)綜合問(wèn)題的能力,從而提升學(xué)生的核心素養(yǎng)。