解析幾何是高中階段的重點(diǎn)之一,也是高考難題的來源之一。有很多同學(xué)覺得解析幾何很難,無從下手,而很多老師認(rèn)為“解析幾何是考察和立體幾何完全不一樣的思維方式”。
其實(shí)在我個(gè)人看來:
1)?解析幾何是高中最簡單的章節(jié)之一;
2) 解決解析幾何問題的思維和解決立體幾何的思維幾乎一模一樣:基本上是我們本質(zhì)教育數(shù)學(xué)哲學(xué)3招中第一招翻譯和第三招盯住目標(biāo)的結(jié)合。(大家可以參考我們公眾號(hào)上我寫的另一篇文章 – 如何成為立體幾何的學(xué)霸)
和立體幾何一樣,運(yùn)用好這兩招,你可以高效解決高考難度的解析幾何題目!接下來,我利用兩個(gè)例題來說明如何用好這兩招,成為解析幾何的學(xué)霸?– 數(shù)學(xué)140+,競賽拿大獎(jiǎng)。
在我們開始解題之前,我先介紹一下本質(zhì)教育數(shù)學(xué)哲學(xué)的第一招-翻譯和第三招-盯住目標(biāo):
所謂翻譯,實(shí)際上就是指把中文翻譯為數(shù)學(xué)語言,例如初中大家就知道的用字母代表未知數(shù)(代數(shù)的基本思想)從而把中文翻譯為函數(shù),方程,或不等式,又如幾何中通常我們需要做的-畫張圖,再如概率論中找出概率問題的1) 隨機(jī)試驗(yàn),進(jìn)而找出2) 樣本點(diǎn)(例如一個(gè)組合或者平面上的一個(gè)點(diǎn)(??)等等), 3)用樣本點(diǎn)定義事件(樣本點(diǎn)的集合),4)從而通過概率的古典定義或幾何定義“翻譯”該事件發(fā)生的概率。數(shù)學(xué)家們發(fā)明這些數(shù)學(xué)語言是有道理的,因?yàn)椴幌裰形幕蛘哂⑽?,這些數(shù)學(xué)語言是沒有歧義的,非常方便使用者進(jìn)行邏輯推理。因此我希望同學(xué)們記住這一個(gè)結(jié)論:
從今天起,當(dāng)你看到數(shù)學(xué)問題的時(shí)候,你應(yīng)該“討厭”中文,把它們翻譯為數(shù)學(xué)語言。
事實(shí)上,解析幾何的核心就是“翻譯”二字。笛卡爾先生創(chuàng)立直角坐標(biāo)系的初衷就是把幾何圖形“翻譯”為曲線方程,而解方程是有固定步驟的不動(dòng)腦筋的事情,因此,他就可以解決任何的幾何問題了。當(dāng)然,要記住,解析幾何的翻譯作用是雙向的,既然代數(shù)里面的方程可以幫到幾何的解題,幾何中的定理也可以幫到代數(shù),例如利用幾何中的公理“兩點(diǎn)之間線段最短以及其衍生定理三角形兩邊之和大于第三邊,三角形兩邊之差小于第三邊”來幫助我們解決代數(shù)中的最值問題,就是“翻譯”這一招的一種運(yùn)用。因此很多教科書上講的所謂的“數(shù)形結(jié)合”實(shí)際上就是本質(zhì)教育數(shù)學(xué)哲學(xué)第一招“翻譯”的一種特殊情況罷了。
在高中階段,這3者之間的互相翻譯,同學(xué)們要非常熟悉:
那什么是第三招-盯住目標(biāo)呢?任何解題的過程都是在已知(前提)和未知(結(jié)論)之間構(gòu)建一個(gè)橋梁。我們把未知或者題目要證明的結(jié)論統(tǒng)稱為目標(biāo)(purpose)。解題的高手很清楚“有的放矢”這幾個(gè)字, 我們往往不僅僅從已知出發(fā)正向構(gòu)建橋梁,而是反過來從目標(biāo)出發(fā),反向構(gòu)建橋梁:
在這個(gè)不斷更新目標(biāo)的過程中,我們反復(fù)問自己:盯住目標(biāo)?– 你能聯(lián)想相關(guān)的定理,方法,定義嗎?你能試著把目標(biāo)和已知,前提結(jié)合嗎??這就是不斷地調(diào)用學(xué)習(xí)過的知識(shí)的過程。
第一問是一個(gè)簡單題目,其實(shí)很多同學(xué)解題的時(shí)候利用了這一招“翻譯”,不過你沒有意識(shí)到而已。然而這種靠感覺的運(yùn)用在面對(duì)難題時(shí)往往會(huì)失效。
那么你用什么方法翻譯呢?記住,解題是在前提和目標(biāo)之間建立橋梁的過程,因此我們應(yīng)該優(yōu)先選擇和目標(biāo)最相關(guān)的翻譯方法去翻譯,這就是第一招翻譯的高級(jí)運(yùn)用(和第三招的結(jié)合):因此,這一題,我會(huì)優(yōu)先選擇思路(c),因?yàn)楹臀覀兊哪繕?biāo)直線l 結(jié)合最緊密!
由方程組,我們有:
用好我們本質(zhì)教育的三招,高考真的那么難嗎?解析幾何真的那么難嗎?正如這題顯示的,其實(shí)不難。下面我們提高難度,來看一道奧林匹克數(shù)學(xué)競賽題目:
有興趣的同學(xué)可以試試思路(a)(b),計(jì)算會(huì)非常復(fù)雜,你幾乎是解不出來的(除非利用計(jì)算機(jī)編程)
我想這兩個(gè)題目給大家成為解析幾何的學(xué)霸指明了方向,然而即使你看懂了我的文章,也不代表你就立即成為了學(xué)霸,我們本質(zhì)教育三招是一流數(shù)學(xué)家解決問題的思維方式。學(xué)習(xí)這三招就和游泳類似,你在岸上看我如何游泳是永遠(yuǎn)學(xué)不會(huì)如何游泳的,你必須下水,哪怕嗆一兩口水也好,這樣才能知行合一,真正學(xué)會(huì)我們的三招,成為高中數(shù)學(xué)的學(xué)霸!