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解析几何教学中培养学生运算能力

时间:2022-07-02 20:55:04 来源:网友投稿

下面是小编为大家整理的解析几何教学中培养学生运算能力,供大家参考。

解析几何教学中培养学生运算能力

 

 在解析几何教学中培养学生的运算能力 作

 者:

 黄桂君

 作者简介:

 黄桂君,江苏省高邮中学(225600).

 原发信息:

 《数学通讯》(武汉)2016 年第 20169 下期 第 15-19 页

 内容提要:

 解析几何是培养学生运算能力的一个重要内容.具体来说,在直线与圆的教学中有意识地引导学生为后继学习做好铺垫;通过求交点等常见解析几何问题培养学生解方程(组)的能力;训练学生掌握基本方法,选择运算策略,淡化技能技巧;指导学生运算要有三心:细心、恒心、慧心.

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 词:

 解析几何/运算能力

 期刊名称:

 《高中数学教与学》 复印期号:

 2017 年 04 期

 数学课程标准要求我们注重提高学生的数学思维能力,包括运算求解思维过程,并指出它们在形成理性思维中发挥着独特的作用.考试说明中说运算求解能力的考查要求是:能够根据法则、公式进行运算及变形;能够根据问题的条件寻找与设计合理、简捷的运算途径;能够根据要求对数据进行估计和近似计算.在平时的教学、作业中可以看到,学生的运算能力有待提高.尤其是在学习解析几何时,很多学生思路清晰,列出式子,却眼高

 手低解不到底(主要是解方程、字母演算).因为解析几何的精髓是用代数手段研究几何问题,因而一定的运算量是必不可少的,它是培养学生运算能力的一个重要内容.

  一、在直线与圆的教学中有意识地引导学生为后继学习做好铺垫

 (1)若 l 与圆 C 相切,求 l 的方程;

 (2)若 l 的倾斜角为 ,l 与圆 C 相交于 P,Q 两点,求线段 PQ的长及中点 M 的坐标;

  (3)若 l 与圆 C 相交于 P,Q 两点,求△CPQ 面积的最大值,并求此时 l 的直线方程.

  解析 (1)①若直线 l 的斜率不存在,则直线方程为 x=1,符合题意.

  ②若直线 l 的斜率存在,设直线 l 的方程为 y=k(x-1),即 kx-y-k=0.由题意知,圆心(3,4)到直线 l 的距离等于圆的半径 2,即 ,解之得

 所求直线方程是 x=1 或 3x-4y-3=0.

  评注 以上解法主要是通过挖掘直线与圆的几何性质实现的,这是一种特殊的方法.教与学不能到此为止,还应该把通用的方法让学生动手练一下:

 (2)直线 l 的方程为 y=x-1,因为圆心到直线 l 的距离 ,所以

  因为 PQ⊥CM,所以直线 CM 的方程为 y-4=-(x-3),即 x+y-7=0.联立 ,解得 即点 M 的坐标为(4,3).

  评注 同上,还要让学生通过解方程组求出点 P、Q 的坐标,再求出弦长及中点坐标,训练学生的思维,培养学生的运算能力.

  或用基本不等式 ,当且仅当 d= 时取得,下面的步骤同上.

  思路, ,当θ=90°时,即△CPQ 为等腰直角三角形时面积最大,此时 ,下面的步骤同思路 1.充分利用了圆的几何性质解题!

  如果是在椭圆、抛物线中怎么求解呢?需要练习通性通法.

 如果有学生这样“呆”做,请不要马上否定他们的解题方法.

 由此可见,在直线与圆的教学中不要过于突出几何解法(“技能技巧”),忽视一般解法(“通解”),如解方程(组)等字母演算!要开个好头,不要埋下不好的伏笔.在实际教学甚至高三复习教学中,有不少老师仅运用几何解法就结束,造成一个教学“缺失”.

 二、求交点等是常见问题,要培养学生解方程(组)的能力

  解方程(组)学生普遍感到困难,运算不过关,需要加强训练.

  两种思路都是最基本的方法!

  变式(2012 年江苏高考 19 题(1))已知 P(1,e)和 是焦点在 x 轴上的椭圆上的点,e 为椭圆的离心率,求椭圆的标准方程.

  监考时,笔者发现许多考生受平时机械训练的影响,而将两点的坐标代入 ,结果不能自拔.所以,要具体问题具体对待,不能呆板地套用公式!即使由 得 ,效率也不是高的,不能保证运算速度和正确率.事实上,很多同学没解出来.

 解析 问题的关键是求出 R 点的坐标,因为直线 BR:xc+yb=1,所以通常是解方程组:

  这里不要匆忙而过,看看学生根据 是怎么得出关系式的!不可能一模一样,也不可能都是最简的,要做点比较(因为运算往往不一样),关注微环节教学.

  最近几年高考江苏解几题重点考查的都是解方程(组)运算问题(此略).

  三、训练学生掌握基本方法,选择运算策略,淡化技能技巧

  例 4 已知椭圆 C:

 的上顶点为 A,直线 l:y=kx+m 交椭圆 C 于P,Q 两点,设直线 AP,AQ 的斜率分别为 .

  (1)若 m=0 时,求 的值;

  (2)若 =-1,证明:直线 l 经过一个定点.

 以上“设而不求”是一种间接策略!

 以上求出点的坐标是一种直接策略!

 四、指导学生运算要有三心:细心、恒心、慧心

  教学中常遇到这样的学生:数学思维能力还不错,就是运算正确率太低,说的好听一点:粗心大意算错了,或看错了、誊写错了等等;说的不好听:运算能力实际上就是不如人,差一些.偶尔不细心导致错误可以理解

 (如将椭圆和双曲线的 a、b、c 的关系搞错了),常犯就要注意了,要细心确保运算的正确率(基本数学素养所在).

  教师要指点学生尽可能少犯一些运算方面的低级错误.平时练习不要眼高手低,以为有了思路就会了,要定下心来做到底,事实上,中途常常遇到拦路虎,需要训练.不要轻易放弃,半途而废!要有恒心,充分发挥运算的有效性(基本功所在).

 据统计,这个问题得分非常低,给现高二、高三的学生练习还是如此.真的很难吗?事实上,多数学生嫌繁怕算,没有恒心进行字母演算,总是在想是否有什么特殊技巧的方法而浪费时间!

 要训练学生良好的个性心理品质(如不要畏难等).光有细心、恒心还不够,运算不仅要正确率还要速度,不能“死”算,还必须灵活运算!既要掌握通性通法,也要训练一些技能.灵活运用数学思想方法,提高运算的速度(运算灵活性所在).当然不能为追求速度而丢掉准确率,假如速度与正确率不可得兼的话,就只好舍快求对了,因为解答不对,再快也无意义.

  我们要充分利用好解析几何的教学,加强运算能力的训练和培养,努力提高运算速度和正确率.

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