☉廣東省河源市廣州大學附屬東江中學 張 雷
加強命題研究,明確備考方向
——以全國卷Ⅱ解析幾何命題為例
☉廣東省河源市廣州大學附屬東江中學 張 雷
高考真題,對于高三備考來說,起著“指揮棒”的作用.加強對高考真題的研究是有效備考的重要途徑.研究高考真題,可使我們明確重要知識點的考查形式,進而研究相關問題的求解思路以及問題求解的具體方法.本文以解析幾何試題為例說明.
近幾年新課標全國卷Ⅱ理科考查知識點對比:

從考查內容來看,可得出以下信息:直線、圓、橢圓、雙曲線、拋物線的概念與性質以及直線與圓錐曲線的位置關系、直線與圓的位置關系是每年必考的重點內容,考查形式多樣,既有選擇題、填空題,也有解答題.一般以選擇題、填空題突出考查直線與圓的位置關系,圓錐曲線的概念與性質的應用,考查橢圓的離心率、雙曲線的離心率、雙曲線的漸近線等計算問題,以解答題重點考查直線與圓錐曲線特別是直線與橢圓、直線與拋物線的位置關系.題量一般為兩小(2道選擇題或選擇題、填空題各1道)一大(1道解答題),設置在壓軸題的附近.
通過此類問題求解,可以有效地檢測和提高學生的數學能力.
解析幾何的核心觀點就是用恰當運用代數的方法解決幾何問題,基本思想是數形結合思想,核心方法是坐標法.用解析法研究幾何圖形的性質,須先將幾何圖形置于坐標系中,讓“形”與“數”對應起來:把點轉化為坐標、把曲線轉化為方程,把題目中明顯的或隱含的解題所需要的一切幾何特征,用數式和數量關系表示出來,具體關系,如圖1所示:

圖1
(1)當點B是W的右頂點,且四邊形OABC為菱形時,求此菱形的面積;
(2)當點B不是W的頂點時,判斷四邊形OABC是否可能為菱形,并說明理由.
本題的實質是研究四邊形OABC的形狀是否可能為菱形?如果是,它的面積是多少?
由于只有當B為橢圓W的頂點時,四邊形才可能成為菱形,其他情況均不可能成為菱形,因而涉及兩種情況:
(1)特殊情況(B為右頂點)求菱形面積;(2)一般情況(B不是頂點)探究四邊形OABC是否可能為菱形.其中滲透了分類討論思想,考查了反證法、幾何特征的代數化、運算能力等.
策略研究:菱形幾何特征的選擇及其代數化,反證法,代數運算能力.特別是第(2)問,究竟選擇菱形的什么幾何特征入手對后續的代數運算有較大的影響.因此,在復習教學中,我們應當做好以下幾個環節:
(1)落實解析幾何的基礎知識:包括直線方程與斜率,圓與圓錐曲線的方程和性質,點、直線、圓和圓錐曲線之間的位置關系,等等.
(2)適當復習幾何圖形的幾何特征:包括角平分線的性質、直線垂直、線段平分、點共線、線共點、線段相等、面積相等、特殊四邊形的性質與判定等等.
(3)總結幾種題型的研究方法:包括弦長與面積等度量問題、探究問題、存在性問題、最值問題、定點問題、定值問題、共點問題、共線問題等等.
此部分研究主要包括解法步驟的確定、相關公式的選擇、推演過程的優化.解析幾何問題的解答,主要涉及以下思想方法:
(1)坐標法:坐標法是解析幾何的基本方法,要能夠在具體問題中寫出相關點的坐標、直線的方程、圓的方程、圓錐曲線的方程,并用坐標與方程研究幾何問題.
(2)函數與方程思想:對于圓錐曲線上一些動點,在變化過程中會引入一些相互聯系、相互制約的量,從而使一些線段的長度及a、b、c、e之間構成函數關系,函數思想在處理這類問題時就很有效.從另一視角看,當題中獨立條件的個數少于未知數的個數時,所研究的問題就會轉化為某一個或幾個未知數的函數問題.
(3)分類討論思想:解析幾何問題中常涉及到直線的斜率是否存在、最值問題中某個參數是否為0,以及幾何背景中某一位置關系是否具有多種可能,等等.
(4)數形結合思想:解析幾何具有直觀的幾何圖形,解題中利用圖形的直觀性,可簡化解答過程.另外圓錐曲線和圓都具有對稱性質,有效利用這一性質,常可減少變量的引入,進而簡化計算.
(5)參數法:解析幾何問題的處理過程中,因直線的斜率、曲線方程、點的不確定性,常需引入適當的參數來刻畫點、直線或圓錐曲線的變化狀態,從而把所研究問題轉化為參數的函數、方程、不等式來求解.
(1)當t=4,|AM|=|AN|時,求△AMN的面積;
(2)當2|AM|=|AN|時,求k的取值范圍.
與橢圓方程聯立,消去y并整理得
(3+4k2)x2+16k2x+16k2-12=0.
解得x=-2或x=-
與橢圓方程聯立并消去y得
利用弦長公式得

所以(k-2)·(k3-2)<0,解得<k<2.
說明:根據已知定點所在的位置,可將直線方程設為y=k(x+),也可設為x=my-,解題中要靈活運用這兩種方程形式.聯立直線與橢圓方程,消元得含x或y的一元二次方程,則直線與橢圓相交,即此方程有兩個不同實根,其中一根已經確定,即x=-,故另一個根可利用韋達定理求得.在求出線段AM的長度后,線段AN的長度,可利用直線AM與AN斜率的關系進行代換,進而簡化計算.
綜上,對歷年高考真題的研究,是高三備考的重要內容.據此可使我們明確某一知識的命題視角、考查題型,進而研究解決相關問題的通性通法.解析幾何是高中數學主干內容,本文通過對近4年全國Ⅱ卷中解析幾何試題歸納,總結出命題規律,并探究問題求解的程序、通法,以期對學生備考有所幫助.