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第2课时:运算技能—5大技法破解“计算繁而杂”
中学解析几何是将几何图形置于直角坐标系中,用方程的观点来研究曲线,体现了用代数的方法解决几何问题的优越性,但有时运算量过大,或需繁杂的讨论,这些都会影响解题的速度,甚至会中止解题的过程,解题难以为继,只能“望题兴叹”.特别是高考中,在规定的时间内,保质保量完成解题的任务,计算能力是一个重要的方面.因此,本讲从以下5个方面探索减轻运算量的方法和技巧,合理简化解题过程,优化思维过程,达到快准解题.
技法一 回归定义,以逸待劳
回归定义的实质是重新审视概念,并用相应的概念解决问题,是一种朴素而又重要的策略和思想方法.圆锥曲线的定义既是有关圆锥曲线问题的出发点,又是新知识、新思维的生长点.对于相关的圆锥曲线中的数学问题,若能根据已知条件,巧妙灵活应用定义,往往能达到化难为易、化繁为简、事半功倍的效果.
[名师微点]
本题巧妙运用椭圆和双曲线的定义建立|AF1|,|AF2|的等量关系,从而快速求出双曲线实半轴长a的值,进而求出双曲线的离心率,大大降低了运算量.
技法二 设而不求,金蝉脱壳
设而不求是解析几何解题的基本手段,是比较特殊的一种思想方法,其实质是整体结构意义上的变式和整体思想的应用.设而不求的灵魂是通过科学的手段使运算量最大限度地减少,通过设出相应的参数,利用题设条件加以巧妙转化,以参数为过渡,设而不求.
[名师微点]
(1)本题设出A,B两点的坐标,却不求出A,B两点的坐标,巧妙地利用根与系数的关系用PA,PB的斜率把A,B的坐标表示出来,从而快速解决问题.
(2)在运用圆锥曲线问题中设而不求的方法技巧时,需要做到:①凡是不必直接计算就能更简洁地解决问题的,都尽可能实施“设而不求”;②“设而不求”不可避免地要设参、消参,而设参的原则是宜少不宜多.
技法三 巧设参数,变换主元
换元引参是一种重要的数学方法,特别是解析几何中的最值问题、不等式问题等,利用换元引参使一些关系能够相互联系起来,激活了解题的方法,往往能化难为易,达到事半功倍.
常见的参数可以选择点的坐标、直线的斜率、直线的倾斜角等.在换元过程中,还要注意代换的等价性,防止扩大或缩小原来变量的取值范围或改变原题条件.
[名师微点]
求解本题时利用椭圆的参数方程,可快速建立各点之间的联系,降低运算量.
技法四 妙借向量,无中生有
平面向量是衔接代数与几何的纽带,沟通“数”与“形”,融数、形于一体,是数形结合的典范,具有几何形式与代数形式的双重身份,是数学知识的一个交汇点和联系多项知识的媒介.妙借向量,可以有效提升圆锥曲线的解题方向与运算效率,达到良好效果.
[典例] 已知点A为圆B:(x+2)2+y2=32上任意一点,定点C的坐标为(2,0),线段AC的垂直平分线交AB于点M.