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例谈“动静结合”在解题中的应用

2015-11-02  |  点击:  |  栏目:现代职业教育论文中心

动静结合是道家境界之一,一方面是指道家在练功方式上强调静功与动功的密切结合,在练动功时要掌握“动中有静”,在练静功时要体会“静中有动”。高中数学解题中有很多问题也蕴含着“动”与“静”关系的把握,动静结合是数学解题中常用的方法之一,本文结合笔者的经验和大家一同感悟使用“动静结合”转化的解题策略的几种典型情形。 
  一、动静相对,动静互换 
  例1:过圆x2+y2=r2内部一点M(a,b)作动弦AB,过A,B分别作圆的切线,设两条切线的交点为P,求证:点P恒在一条定直线上运动。 
  解析:设A(x1,y1),B(x2,y2),P(x0,y0),不妨将A,B,P都视为定点(视动为静),先求直线AB的方程.切线PA的方程为x1x+y1y=r2,切线PB的方程为x2x+y2y=r2 
  ∵点P在切线上,∴x1x0+y1y0=r2,x2x0+y2y0=r2 
  这表明A,B都在直线x0x+y0y=r2上,故直线AB的方程为x0x+y0y=r2 
  又因点M(a,b)在直线AB上,所以x0a+y0b=r2 
  任意点P(x0,y0)都满足上式,故动点P必在定直线ax+by=r2上(换静为动) 
  点评:常与变、动与静的角色是相对的,同一对象,根据需要随时灵活选择和变换其角色,能使复杂的问题得以较为简单解决。 
  二、动中有静,动中找静 
  例2:正方体ABCD-A1B1C1D1的棱长为2,动点E、F在棱A1B1上,点Q为CD的中点,动点P在棱AD上,若EF=1,则三棱锥P-EFQ体积的最大值为     。 
  [A][B][C][D][D1][A1][B1][C1][P][Q][F][E] [A][B][C][D][D1][A1][B1][C1][P][Q][F][E] [图1] 
  分析:读题成图(图1左侧),求三棱锥P-EFQ体积,顶点P在动,底面三角形EFQ在动,变元太多,怎么求呢?此时将动点E、F作“静态”处理,视“动”为“静”,连接A1D和B1C(图1右侧),发现三角形EFQ始终在对角面A1B1CD上运动,它的面积恒为定值××1=,顶点P到底面三角形EFQ的距离即为P到对角面A1B1CD的距离,即PD,所以所求的三棱锥体积最大值为。 
  点评:从以上例题可以看出,充分挖掘题目的隐含条件,洞察问题的本质,将问题视为运动变化过程中的某一静止时刻,如上例中动三角形在定矩形中运动,动中找静,以静制动,排除干扰,化繁为简,使问题迎刃而解。 
  三、静中有动,静中觅动 
  例3:已知圆C∶(x-2)2+y2=1,,点P在直线l∶x+y+1=0上,若过点P存在直线m与圆C交于A、B两点,且点A为PB的中点,则点P横坐标x0的取值范围是     。 
  [A][B][P][O][x][y][y][A][B][P][O][x][C] [图2] 
  分析:解决这道题,就是先“固定”点P,让A与B“动起来”,则当=满足题意,而∈[,+∞](如图2),所以≤,即PC≤3,从而得(x0-2)2+(-x0-1)2≤32,解得x0∈[-1,2]。 
  点评:辩证法认为动与静是相对的,是事物运动变化过程中的两个方面,二者相互依存,相互蕴含,相互转化.从例3可以看出,对一些表面看似静态的但含有“变元”的问题,不妨让变元“动起来”,从而打开解题通道,准确无误解决问题。 
  综上所述,数学解题过程中蕴含着“动”与“静”这种对立和统一的关系.解题中若能有效联想上面三类“动静结合”的解题策略,会使一些复杂的问题巧妙地得到解决。 

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