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课堂教学随笔

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摘要:在中学数学解析几何中,求动点的轨迹方程,既是学习的重点内容,也是所教的难点之一,特别对于中等职业学校的学生来说更是如此,由于知识结构的差异,多数学生是奔专业乘兴而来最后却扫兴而归.但另一方面,学好这部分知识,对中职学生的专业知识的巩固和专业技能的提升都有极大的帮助.

关键词:课堂教学随笔;曲线方程

中图分类号:G633.6?摇 文献标志码:A ?摇文章编号:1674-9324(2014)07-0237-01

如何确定动点轨迹的方程,怎样运用解题方法,在数学学习过程中显得尤为重要.坐标系的选择是基础,不同的坐标系,就有着不同形式的方程,同一坐标系下不会因解法不同而有不同的方程.教学中,首先让学生明白轨迹是具有共同特性的动点的集合,引导学生对于“定点”、“定长”、“定直线”这三“定”的理解(课本上关于圆、椭圆、双曲线、抛物线方程的建立过程,就是求曲线方程的典范,在教学中必须充分发挥其示范作用).拟定与三“定”有关的题目,让学生尝试建立不同的坐标系,如已知ABC的一边为8,周长为20,求顶点A的轨迹方程.其次,掌握教材中求动点轨迹的最主要最基本的五个步骤,即:(1)建系;(2)设点;(3)列式;(4)代换;(5)化简.无论是自建坐标系,还是已建坐标系,列式与代换是重点,运用不同的知识体系,采取不同的数学手段,由不同的数学表现形式,经过不同的数学处理,最终得出所要的结论,它是数学能力的综合体现.

一、自建坐标系求方程

例:设动点M与两定点A,B所在的直线互相垂直,求动点M的轨迹方程.

解法一:以过AB两定点的直线为X轴,线段AB的中点O为原点,建立直角坐标系,设M(X,Y)为曲线上不与A(-a,0),B(a,0)合的任意一点,由已知条件MAMB得|MA|2+|MB|2=|AB|2,根据两点间的距离公式,得

(■)2+(■)2=(2a)2

化简得?摇x2+y2=a2(x≠±a) (1)

方程(1)即为所求的点M的轨迹方程.

解法二:以通过A和B两定点的直线为X轴,A为原点,建立直角坐标系,如图:

若AB=2a(常量),那么A与B两点的坐标分别为(0,0)和(2a,0)

设M(x,y)为曲线上不与A,B重合的任意一点,可得|MA|2+|MB|2=|AB|2

于是(■)2+(■)2=(2a)2

化简,得(x-a)2+y2=a2(x≠0,x≠2a) ?摇(2)

方程(2)也是所求的点M的轨迹方程.

比较方程序(1)(2),可以看出,虽然都是点M的轨迹方程,但由于选择的坐标系不同,所得的轨迹方程的形式也就不同.方程(1)要比方程(2)简单,因此,在建立曲线方程时,要注意选择适当的坐标系,使曲线方程的形式比较简单.

解法三:坐标系的建立同解法一.

设M(x,y)为曲线上不与A(-a,0),b(a,0)重合的任意一点,由已知条件MAMB KAM・KMB=-1

根据斜率公式,得■・■=-1

化简得y2=a2-x2(x≠±a)

即?摇x2+y2=a2(x≠±a) (3)

方程(3)也是所求点M的轨迹方程.

比较以上方程可以看出:在同一个直角坐标系中,用不同的方法求出的同一轨迹的曲线方程是相同的.

二、已建坐标系求方程

例:过原点的直线与圆x2+y2-6x+5=0相交于A、B两点,求弦AB的中点M的轨迹方程.

解法一:设动点M(x,y),因CMAB,

则KAB・KCM=-1 有■・■=-1 (x≠3,x≠0)

化简得x2+y2-3x=0 (x≠3,x≠0)

由两曲线的交点可知x满足:■≤x≤3,故所求方程为

x2+y2-3x=0(■≤x≤3)

解法二:在直角三角形OCM中,OM2+CM2=OC2 (x2+y2)+(x-3)2+y2=9

化简得x2+y2-3x=0

由两曲线的交点可知x满足■≤x≤3

所求方程为x2+y2-3x=0 (■≤x≤3)

从上两题看出,求轨迹方程问题,要循序渐进,由易到难,充分利用所学知识,寻求不同的解决方法,在不断的探索中寻找乐趣.