论文网首页|会计论文|管理论文|计算机论文|医药学|经济学论文|法学论文|社会学论文|文学论文|教育论文|理学论文|工学论文|艺术论文|哲学论文|文化论文|外语论文|论文格式
中国论文网

用户注册

设为首页

您现在的位置: 中国论文网 >> 教育论文 >> 学科教育论文 >> 数学教学论文 >> 正文 会员中心
 学科教育论文   英语教学论文   语文教学论文   数学教学论文
双管齐下,搞定圆锥曲线最值问题

原文作者:吴涛

  最值问题是高中数学中永恒的话题,圆锥曲线中的最值问题一直是高考和竞赛中的热点问题之一. 由于解决这个问题对考生的能力要求较高,许多同学对这个问题感到比较棘手. 本文以一道高考题为例,说明解决这类问题的常用对策,供大家参考.
   题目 (由2008年全国高考题改编)过原点且斜率为正值的直线交椭圆■+y2=1于e,f两点,设a(2,0),b(0,1). 求四边形aebf的面积s的最大值.
   函数思想是解决最值问题最强有力的武器,也是解决解析几何最值问题最常用的方法,我们通常可用建立目标函数的方法解有关解析几何的最值问题,其解题程序可总结为:变量→函数→最值. 即,第一步:选择适当的量为变量,并求出变量的取值范围(目标函数的定义域). 第二步:把所需求最值的量用上述变量表示出来(求出目标函数的解析式). 第三步:求出上述目标函数的最值即可得所需结论.
   解法一 以直线的斜率为目标函数的变量
  分析 当直线ef的斜率确定时,直线ef也确定了,四边形aebf也确定,即其面积显然随直线ef的斜率变化而变化,且题设中也有所暗示,故选取以直线ef的斜率为目标函数的变量是很自然的选择.
   解答 直线ab的方程为x+2y=2,设直线ef的斜率为k,则直线ef的方程为y=kx(k>0).
  如图1,设e(x1,kx1),f(x2,kx2),其中x1  评注 这种解法思路自然,在应试中也是一种不错的选择;纵观上述解题过程,在操作时对运算的要求较高,在平淡中见真功夫.
   解法二 以直线的倾斜角为目标函数的变量
  分析 同解法一,易见四边形aebf的面积随直线ef的倾斜角α变化而变化,因此也可选择直线ef的倾斜角α为目标函数的变量.
  评注 由于线段ef的长不难用其倾斜角表示,而a,b为定点,要求四边形的面积,只需求出两条对角线夹角的正弦值即可. 其不足之处是这种解法在求目标函数的解析式时运算量显得比较大.
   解法三 以点的坐标为目标函数的变量
  分析 由于点e和f关于原点对称,而a,b为定点,故四边形aebf的面积s随点f的坐标变化而变化,因此也可选择以点f的坐标为目标函数的变量. 注意到得到的目标函数最好是一元函数,故可借用椭圆的参数方程表示点的坐标.[论文网]
   评注 本解法在求四边形面积时沿用了解法一的思路,由于点e,f的坐标与四边形的面积关系显得更加直接,故其运算也显得简单. 事实上,这种解法还可以进一步简化,在求四边形aebf的面积时,也可把它分解为△efa和△efb的面积分别计算,且在计算中注意利用oa,ob的长为定值这个条件,则可使其解法更加简捷,详见如下:
   不妨设点f在第一象限,由于f是椭圆■+y2=1上的点,所以可设f(2cosθ,sinθ)(0<θ<90°). 由于bo=1,ao=2.所以s△bef=■·obxe-xf=■·2xf=xf=2cosθ,同理s△aef=2yf=2sinθ. 所以s=2(sinθ+cosθ)=2■sin(θ+45°)≤2■,所以s的最大值为2■.
   该简化后的解法之所以比前面的解法要漂亮许多,主要表现在以下两个方面,其一是目标函数的变量选择是合理的;其二是操作过程中对面积公式的选择也比较合理.
  解法四 化归为求二元函数的最值
  分析 对于求一元函数的最值,我们比较容易驾驭,所以前面的解法所建立的目标函数均是一元函数,其实有时化为多元函数的最值问题求解,可使运算过程简化到极致.
  评注 把二元函数化归为一元函数有时要通过比较繁琐的过程,本解法与前几种解法相比较,其不同之处是直接用柯西不等式求二元函数的最值,从而使解答过程更加简捷.
  由于平面解析几何本身是数形结合的产物,借助图形的几何性质,也是破解圆锥曲线问题的重要对策,往往能收到事半功倍的效果.
  解法五 利用几何意义法求解
  分析 由图形的对称性可知,当且仅当椭圆弧ab上的点f到直线ab的距离最大时,四边形aebf的面积取最大值,不难发现此时的点f恰是椭圆平行于ab的切线与椭圆的公共点.
   解答 设直线l1,l2是与直线ab平行的椭圆的两条切线,则当e,f分别与两切点重合时,四边形aebf的面积s取最大值. 设切线的方程为x+2y=t,代入椭圆方程可得2x2-2tx+t2-4=0,令δ=4t2-8(t2-4)=0,得t=±2■,即两切线的方程为x+2y±2■=0,它们的距离为d=■,而ab=■,所以smax=■■·■=2■.
   虽然圆锥曲线中最值问题的题型可以千变万化,但以上两大对策方法仍然是其常用的解题对策;在化归为目标函数的最值时,要特别注意目标函数的自变量的选择,并关注目标函数的定义域. 在求目标函数的解析式时,注意选择合理的运算方法,缩短解题的长度. 若能运用其几何意义求其最值,则其运算过程往往比较简结,而且一般出现错误的概率也相对较小,因此在解决这类问题时也要重视数形结合思想的应用.

  • 上一个教育论文:
  • 下一个教育论文:
  •  作者:佚名 [标签: 双管齐下 圆锥曲线 圆锥曲线 圆锥曲线 ]
    姓 名: *
    E-mail:
    评 分: 1分 2分 3分 4分 5分
    评论内容:
    发表评论请遵守中国各项有关法律法规,评论内容只代表网友个人观点,与本网站立场无关。
    多管齐下,提高表达能力
    多管齐下,让学生成为课堂的主宰者
    简论多管齐下共谋发展
    | 设为首页 | 加入收藏 | 联系我们 | 网站地图 | 手机版 | 论文发表

    Copyright 2006-2013 © 毕业论文网 All rights reserved 

     [中国免费论文网]  版权所有