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圓錐倒過來

生活 更新时间:2024-07-01 17:20:48

告訴大家一個秘密,小編上課時很少備課,尤其是習題課,那怕是高三,因為對于大多習題我可以秒解或者瞬間有解題思路的,不會影響正常的教學,但是偶爾也會遇見尴尬。譬如說前天,小編在學校帶高三數學,目前正緊張地進行一輪複習,在前天上課過程中遇見這樣一道習題:

圓錐倒過來(切圓錐你會嗎)1

這是2015年浙江卷的一道選擇題,說實話,我個人一直認為在全國各個版本的高考卷中,浙江卷是最變态的,在思考片刻後,沒有解題思路,突然想到AP形成的不就是一個圓錐的側面嗎?而P點在平面上,實際上就是用平面去截圓錐側面得到的截面,可是從不同的角度去截圓錐得到是圓、橢圓、抛物線、雙曲線的一支或者它們的一部分,可具體是什麼,就不得而知了,記得教材選修4-1中有介紹,打開課本看到這樣一段話:

圓錐倒過來(切圓錐你會嗎)2

在平面中,如圖,直線b與直線a夾角為α,彩色直線c、d、e與直線a夾角為β,

(1)、直線c(紅色)中,β>α,直線c在陰影部分為線段。

(2)、直線d(綠色)中,β=α,直線d在陰影部分為一條射線。

(3)、直線e(藍色)中,β<α,直線e在陰影部分為兩條射線。(圖形比較亂,體會意思,呵呵)

類似地,若将相交直線拓廣圓錐曲面、直線拓廣到平面、則線段拓廣到橢圓、一條射線拓廣到抛物線、兩條射線拓廣到雙曲線。那麼在三維空間中,結合前面的分析,可以得到以上定理2。

這一結論可以由丹迪林(dandelin)雙球輕松證明,在此不過多解釋。作圖如下,感興趣的學生可以看看選修4--1第49頁的證明過程。

圓錐倒過來(切圓錐你會嗎)3

圓錐倒過來(切圓錐你會嗎)4

圓錐倒過來(切圓錐你會嗎)5

講完這種解題思路,總覺得不是很完美,作為一道選擇題,應該能夠用其他更簡單的方法完成,拿着教學用的三角闆在講台桌上旋轉片刻後得到另一解法:

圓錐倒過來(切圓錐你會嗎)6

因為這是一道選擇題,而且答案唯一,所以可以采取排除法來尋找答案。如圖若記點A在平面中射影為H,則∠HAB=30°,所以點H在軌迹上,連接HB并延長到C,使得AB=BC,則∠ACB=30°,所以點C也在軌迹上,易知在HC的兩側有點P、Q在軌迹上,在運動過程中點P從點H經過點P到點N,在經過點Q回到點H,必為封閉圖形,因此排除選項A、B、D。

可是我仍覺得意猶未盡,這道題應該還有解析法,下課後急忙去尋找标準答案,答案解析中給的就是我講的第一種方法。

課後我嘗試利用解析法解決問題,一開始走了彎路,猜想點B是橢圓的焦點或者中心,均以失敗而告終!今天嘗試一般解法,建立空間直角坐标系,用向量知識解決,現将過程分享給大家!

圓錐倒過來(切圓錐你會嗎)7

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