圆锥曲线的切点弦方程及其应用

发表时间:2021/5/6   来源:《教学与研究》2021年1月3期   作者:熊进
[导读] 切点弦的问题是圆锥曲线中的重要内容之一,是近几年高考的热点考题,切点弦涉及到的问题,难度较大,技巧性强,计算繁琐,学生遇到此类问题较为棘手,束手无策,这里通过类比推理,探究其规律,掌握其性质,触类旁通,化繁就简,降低难度,进一步提高学习效率。

        熊进
        西宁市第二中学 ,青海  西宁   810001
                                
        摘要:切点弦的问题是圆锥曲线中的重要内容之一,是近几年高考的热点考题,切点弦涉及到的问题,难度较大,技巧性强,计算繁琐,学生遇到此类问题较为棘手,束手无策,这里通过类比推理,探究其规律,掌握其性质,触类旁通,化繁就简,降低难度,进一步提高学习效率。
关键词:圆锥曲线;弦方程;应用
一、内容解析
1.切点弦的概念:过曲线C(圆,椭圆,双曲线, 抛物线)外一点(对非封闭曲线是开口外一点)引两条切线,可以得到两个切点,连接切点即为切点弦。
2.微专题概述:
        圆锥曲线的切点弦方程是平面解析几何中的一类难点问题,围绕切点弦命制的解析几何试题具有内涵深刻、灵活多变的特点。
        本专题在讲解一道课本习题即“过圆上一点圆的切线问题”的求解方法的基础上,立足学生思维的“最近发展区”,通过设置环环紧扣的问题串,最后得出椭圆、双曲线、抛物线的切点弦的一般性结论。本微专题坚持“以小见大、微中知著”,最终达到启迪学生思维、开阔数学视野、培养类比归纳能力的目的;另一方面,客观题中熟练掌握切点弦方程结论,可以帮助学生有效简化解题过程、提高解题速度。
二、本专题所蕴含的数学思想方法及教学策略分析
        思想方法:数形结合思想、化归与转化思想、特殊与一般的思想
        教学策略:讲授法、分组讨论法、引导启示法
        立足高三年级学生实际、对基本概念和知识点采取讲授的方法;通过设置环环相扣的问题串,让学生分组讨论,教师引导实现同类知识的的迁移和整合归纳;注重问题串的整体性,在问题串的引领下,引导启示学生进行系列、连续的思维活动,使学生思维达到新高度。
三、教学目标
1.知识与技能
        (1)掌握圆锥曲线在某点处的切点弦方程;
        (2)会用切点弦方程解决一些实际问题;
        (3)通过复习渗透数形结合、类比的思想,逐步培养学生分析问题和解决问题的能力。
        2.过程与方法
        首先,通过对过圆上一点的圆的切线的求法的研究,进而设置一些列有较强逻辑关系的问题串,采取学生小组讨论法、教师启发引导法从而完成教学目标。
        3.情感态度与价值观
        (1)经历类比猜想归纳的过程使学生认识事物之间具有普遍联系性;
        (2)通过小组讨论,合作探究激发学生团队合作意识;
四、教学过程
        4.1.问题导入:已知圆C的方程为求:过圆C上一点M(,)的圆的切线方程。
        设计意图  通过本例强调:求圆切线方程的通法是待定系数法。即借助圆心到直线距离等于半径求直线斜率K。
        4.2.迁移生成:在本例背景下设计以下问题串,学生分组讨论、教师启发引导。
        问题1 (变点在圆外)点M在圆外,探寻与圆的位置关系。
        设问目的  通过改变M的位置设置问题,培养学生思维批判性,强化学生对已学知识的熟练程度,加以辨别分析,同时总结求切线方程解法中蕴含的数学思想方法,重视通性通法的训练。
        问题2  前面我们研究了当点M在圆上和在圆外时候,直线总表示过该点的圆的切线方程,如果M在圆外,那么必有两条过M的直线与它相切,如果切点分别为A、B,那么直线AB方程是什么?
        设问目的  进一步启发学生进行归纳猜想,形成一般性结论:圆的切点弦方程,培养学生联想思维及合情推理能力。
        教师引导学生:若M在圆外时,过M做直线与圆切于A、B两点,过A、B两点直线方程是,即切点线方程。
        证明: 因为 OA MA , O B  MB, 所以,O 、 A 、 M 、 B 四点落在以 O M 为直径的圆上, 它与圆 C 的公共弦即为 AB。两圆方程相减, 得切点弦 AB 所在的直线方程为
        问题3 若点在圆外时的切点弦方程的结论在椭圆中是否也成立?
        设问目的  启发学生观察圆的切点弦方程结构,类比猜想出椭圆的切点线方程。
        问题4  我们猜想出过椭圆外一点的椭圆的切点弦方程,你能做出证明吗?
        设问目的  “大胆猜想,小心证明”是我们研究数学问题的基本思路,让学生先猜想后证明,使学生经历数学问题的一般思路,培养理性思维和正向迁移能力。
    
        问题5  类比椭圆的切点弦方程,你能否得出双曲线、抛物线的切点弦方程并作出证明?
        设问目的  进一步启发学生自己进行类比猜想,培养学生联想思维及合情推理能力。
        4.3、一般性结论总结:
     
        4.4、应用举例
        例1 若椭圆的焦点在轴上,过点作圆的切线,切点分别为,直线恰好经过椭圆的右焦点和上顶点,则椭圆方程是__________.
        例2 过椭圆作椭圆的两切线,切点为求直线的方程.
        
        例3 已知抛物线C:和定点M(4,2),过点M的直线交抛物线C于点A、B,过点A、B分别作抛物线C的切线,两切线交于点N,若三角形ANB的面积为,求N的坐标。
        
        例4 过双曲线外一点P(3,3)作双曲线两切线,切点分别为M、N,求直线MN的方程。
        
        4.5、小结:
        (1)过圆上(圆外)一点的圆的切线方程;
        (2)圆锥曲线的切点弦方程的方法;
        (3)类比思想、特殊到一般思想的应用。
        4.6、总结反思
        高三第一轮复习应该更加侧重巩固基础知识,帮助学生回忆已有知识和方法。对于综合性较强的问题,我们可以通过微专题的形式逐步渗透,一步步总结,让学生的知识结构能点连成线、线形成面、从而很好的去处理综合性较强的题目。
五、配套练习题
1.过点(3,1)作圆(x-1)2+y2=1的两条切线,切点分别为A,B,则直线AB的方程为(      )
       
2. 过椭圆C:的右准线l上任意一点M引椭圆C的两条切线,切点为 A、B.则直线AB恒定点                


        
参考文献
[1]何建云.圆锥曲线的切线和切点弦方程的应用[J].中学生数学,2019(19):7-8.
[2]张丽萍. 圆锥曲线切线的若干统一性质及其教学研究[D].西北大学,2016.
[3]林国夫.圆锥曲线中的切点弦及其方程[J].数学通讯,2011(Z1):40-41+43.
投稿 打印文章 转寄朋友 留言编辑 收藏文章
  期刊推荐
1/1
转寄给朋友
朋友的昵称:
朋友的邮件地址:
您的昵称:
您的邮件地址:
邮件主题:
推荐理由:

写信给编辑
标题:
内容:
您的昵称:
您的邮件地址: