数学老师那句“大家应该向凌凡同学学习”的评价,像一颗投入平静湖面的石子,在班级里荡开了一圈不大不小的涟漪。惊讶、好奇、甚至一丝不易察觉的嫉妒,各种目光在课间时不时地飘向教室后排那个依旧有些佝偻着背、但眼神里多了点不一样东西的身影。
凌凡自己,则沉浸在一种前所未有的“应用”快感中。那种亲手将杂乱公式驯服、提炼出简洁本质的过程,像一种精神上的尼古丁,让他上了瘾。他开始主动在练习册和试卷的角落里,搜寻那些打着“★”号或者标注着“拓展”、“思考”字样的题目,把它们当作验证新能力的试金石。
然而,真正的“大魔王”,始终是试卷的最后一道题——压轴题。
这天数学晚自习,一张新的单元测试卷发了下来。凌凡照例先扫向最后一道解答题。题目很长,像一篇微型的科技文摘:
【如图,在平面直角坐标系xOy中,点A、B分别为椭圆C: x2/4 + y2/3 = 1 的左、右顶点。点P为椭圆C上异于A、B的任意一点。直线AP与直线x = 4相交于点M,直线BP与直线x = -4相交于点N。连接MN,求证:直线MN恒过定点,并求出该定点坐标。】
凌凡倒吸了一口凉气。
椭圆?顶点?直线方程?交点?恒过定点? 这些词语单个看他大概知道是什么意思,但组合在一起,尤其是“恒过定点”这四个字,散发着一种生人勿近的高冷气息。这和他之前解决的三角函数化简题完全不是一个量级!那道题只是工具的组合,而这道题,扑面而来的是一种复杂的动态几何结构和抽象的证明要求。
他的第一反应是头皮发麻,胃部习惯性收紧。那是一种学渣面对天书时的本能畏惧。几乎要下意识地跳过,去检查前面的题目。
但就在笔尖将要移开的瞬间,他停住了。
他想起了陈景先生的话:“压轴题如猛兽,直视之,则龇牙咧嘴;分解之,则不过纸老虎。” 他想起了自己刚刚获得的“应用”体验带来的信心。 “恒过定点……”他咀嚼着这四个字,心脏砰砰跳,但这一次,不仅仅是畏惧,更夹杂着一种挑战“大魔王”的兴奋和渴望。
“不能怕。”他对自己说,“就算最终解不出来,我也要看看它到底难在哪里!至少要能拆解它!”
他开始了人生中第一次,有意识地对压轴题进行“拆解”。这不是漫无目的地瞎看,而是带着明确目的的分析。
第一步:通读题目,标注关键信息(读懂题目在说什么)
他用笔尖点着题目,逐字逐句地读,像侦探勘察案发现场,不放过任何细节。
1. “椭圆C: x2/4 + y2/3 = 1” -> 标准椭圆,a=2, b=√3,焦点在x轴。A(-2,0), B(2,0)。(他标出了A, B坐标)
2. “点P为椭圆C上异于A、B的任意一点” -> 关键!“任意一点”,说明要对所有点都成立,这往往是需要设参数或者利用曲线方程的表达。
3. “直线AP与直线x=4相交于点M” -> M是AP与一条定直线的交点。x=4是竖线。
4. “直线BP与直线x=-4相交于点N” -> N是BP与另一条定直线的交点。x=-4也是竖线。
5. “连接MN,求证:直线MN恒过定点” -> 最终目标:证明不管P怎么动,MN这条动直线始终经过某一个固定的点。
第二步:将大问题分解为小问题(分解任务)
他意识到,要证明MN过定点,他可能需要:
1. 求出点M的坐标。(用P点坐标表示)
2. 求出点N的坐标。(用P点坐标表示)
3. 有了M和N的坐标,求出直线MN的方程。(必然包含P点坐标作为参数)
4. 证明这个直线方程无论参数(即P点位置)如何变化,都满足某个固定点的坐标(即找到那个定点坐标代入方程恒成立)。
第三步:寻找切入点与所需工具(规划路线)
问题的核心落在了:如何表示动点P? 椭圆上的点,可以用参数方程!他立刻想到:设P(2cosθ,√3 sinθ),θ为参数,且θ≠0, π(避开A、B点)。 这是一个重要的突破!用参数θ表示P点,那么所有后续的坐标和方程都可以用θ来表示。
接下来,他需要: 工具1:两点式求直线方程(求AP和BP的方程)。 工具2:求直线与定直线的交点(求M和N)。 工具3:两点式求直线方程(求MN的方程)。 工具4:观察或化简MN的方程,找出其恒过的定点。
思路瞬间清晰了!虽然每一步具体计算可能很复杂,但至少,他看到了一条从起点通往终点的、由一系列已知小步骤连接而成的路径!压轴题不再是一团无法下口的刺猬,而是被分解成了几个明确的、虽然仍有难度的“关卡”。
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