全国大学生数学竞赛之空间解析几何题的特色解法

时间:2022-10-19 17:50:03 来源:网友投稿

zoޛ)j馟iM{$`5}׭ץ学习数学的兴趣及选拔数学创新型人才.赛题的综合性需要学生有扎实的数学功底以及较强的综合分析能力.本文以第八届、第九届全国大学生数学竞赛预赛题的空间解析几何题为例,给出个人特色解答以期推动同学们的学习与思考.在第八届全国大学生数学竞赛预赛的光线照射题[1]中,由于光线照射会出现一个切平面,因而,不考虑采用中学解一元二次方程的方法求出交点,而是利用隐函数在几何上的应用来分析切平面、切点及其走势,用梯度去摆平切平面上的法向量,几何与数学分析的结合使其更容易理解,同学们也便于记忆.在第九届全国大学生数学竞赛预赛的空间平面与曲面相交问题[2]中,我们利用平面上抛物线的不变量特征进行求解,相对官方版本,先求出平面的法向量,再求解法线与z-轴的交角,更为简单易懂.

二、实例分析Ⅰ

下面例题来自第八届全国大学生数学竞赛预赛试卷第一题,属于空间解析几何部分.

四、结 语

通过以上题目的分析,我们知道要灵活解决解析几何问题,需要重视二次曲面、二次曲线的相关知识,同时融合高等代数的矩阵、行列式、特征方程及特征值,数学分析的梯度、偏导数及隐函数(组)的几何应用[3](包括平面曲线的切线与法线、空间曲线的切线与法平面、曲面的切平面与法线).为了保证参赛时有强大的理论知识支撑而不至于巧妇难为无米之炊,同学们首先要夯实基础,注重相关重要知识要点的记忆.分析题目时应注重大学三高课程(高等代数、数学分析和空间解析几何)间知识的互相渗透,通过题目已知条件以及知识点的思考,总结并形成合适的解题方法.

【参考文献】

[1]中国大学大学生数学竞赛资源网——竞赛试题[OL].http:///article/list_2_2.html.

[2]中国大学大学生数学竞赛资源网——竞赛试题[OL].http:///article/list_2.html.

[3]华东师范大学数学系.数学分析:第4版[M].北京:高等教育出版社,2001.

[4]吕林根,许子道.解析几何[M].北京:高等教育出版社,2005.

[5]李勇,伍日清,罗群.全国大学生数学竞赛题的分析[J].数学学习与研究,2014(5):119-120.

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