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万尔遐、汪跃中——探讨高考数学命题人如何编定圆的试题

万尔遐、汪跃中 邹生书数学 2022-07-17

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邹生书,男,1962年12月出生,中学数学高级教师。主要从事高中数学教学、高中数学解题研究和探究性学习等。从2007年8月到2018年8月,在《数学通讯》《数学教学》《中学数学》《中学数学教学》等,二十多种学术期刊上发表解题和探究性学习文章300余篇。


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探讨高考数学命题人如何编定圆的试题

原创/万尔遐        整理/汪跃中

(一)何以“圆不离三”

首先考察确定一个圆的条件。

有人说,知道圆心与半径,就可以画圆,所以确定一个圆只需两个条件。

半径算一个条件不假,可是圆心是一个点,在平面直角坐标系中,确定一个点的位置需要一对实数。也就是与坐标轴平行的两条直线交于唯一一个点,这个点就是圆心。

因此,正确的说法是:确定一个圆,需要三个独立的条件。

[例1]ΔABC的三个顶点的坐标依次为A(2,2),B(-3,-3),

C(5,-7),求它的外接圆的方程。

[结论]若少了一或两个条件,即成为形如图2或图3的圆系。

    (三)千变万变,唯“三”不变

以下探讨,命题人如何编定关于圆的试题。

[点评]本题中“三点定圆”的条件,有两点被直线与圆相交置换,另一点是原点,或用“半径最小”所置换,仍然是“圆不离三”。

高考命题人,把三个参数a,b,r当作“谜底”,深藏到三个“替换条件”中去,而解题人却把三个“替换条件”转变成关于a,b,r的“三元二次方程组”,从而把三个参数a,b,r找了回来。这就是高考命题的“技术”,也就是考场解题的“能力”。

[结论]关于确定圆方程的命题,三个独立条件一个也不能少,命题人的“花招”无非是:

1.直接给出不共线3点的坐标,则考生有据可循,这种题一般属于容易题;

2.将3点中的1点或2点进行置换,考生需将被置换的点“复原”,这种题一般属于中等题;

3.将所有3点全部置换,考生需将被置換的3点全部“复原”,这种题一般属于难题。

    (四)圆的性质,以“三”分类

圆的性质,主要叙述点与圆,直线与圆,圆与圆的位置关系,它们都是以“三”分类。

[点评]直线与圆的位置关系,有相离,相切,相交三种,相应地,直线与圆的公共点为0个,1个,2个,还是“圆不离三”。

涉及两圆位置关系的试题

[点评]两圆的位置关系,有相离(外离或内含,没有公共点),相切(内切或外切,1个公共点)和相交(2个公共点)三种,还是“圆不离三”。

    (五)多出一点,又当如何?

在平面上给出四点,其中无3点共线,在什么条件下,这4点在同一个圆上?

[点评]无3点共线的4点不一定都在一个圆上,但是其中任意3点都能够确定一个圆,所以“四点共圆”的实质,是判断另一个点是否也在这个圆上。

[结论]由于不共线的3点一定可以确定一个圆,所以判断四点是否共圆的实质,是考察第4点是否在前3点确定的圆上,说到底还是处理点与圆的位置关系.设圆心为O,圆半径为r,A,B,C在圆上,那么:

最后献上一首[考官本章命题思想]诗:

题根不只看外观,由表及里到内涵。

此题出得内外好,题是线段根是圆。

【万尔遐简介】湖北省孝感市人,北京师范大学数学系毕业。特级教师,享受国务院政府特殊津贴的教育专家,中国数学会普及教育工作会员。湖北省孝感市文昌中学教学校长,北京师范大学教育科学研究所课改专题研究员。中学任教38年,跟踪高考29年。曾参加全国高考命题工作,是“出活题、考基础、考能力”的倡导者。


【作者简介】汪跃中,湖北省孝感市人,武汉华中师范大学数学系毕业,武汉市教育科学研究院数学科原主任,特级教师,湖北省暨武汉市数学会理事、中数学部委员,武汉市中数学科带头人,武汉市中学数学教学研究会常务副会长兼秘书长。


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