劉亞艷
借助坐標(biāo)系研究幾何圖形的方法叫做坐標(biāo)法.解析幾何就是用坐標(biāo)法研究幾何圖形的知識(shí),因此說(shuō),解析幾何是用代數(shù)方法研究幾何問(wèn)題的一門(mén)數(shù)學(xué)學(xué)科.
平面解析幾何研究的主要問(wèn)題是:
(1)根據(jù)已知條件,求出表示平面曲線的方程;
(2)通過(guò)方程,研究平面曲線的性質(zhì).
對(duì)解析幾何問(wèn)題,要把“形”等價(jià)“翻譯”轉(zhuǎn)化為“數(shù)”,幾何問(wèn)題代數(shù)化(也就是方程化),數(shù)形結(jié)合,這是解析幾何的靈魂.
一、曲線和方程
1.概念
在平面直角坐標(biāo)系中,如果曲線C和二元方程f(x,y)=0有如下關(guān)系:
(1)曲線上的點(diǎn)的坐標(biāo)都是這個(gè)方程的解;
(2)以這個(gè)方程的解為坐標(biāo)的點(diǎn)都在曲線上.
那么,這個(gè)方程叫做曲線的方程;這條曲線叫做方程的曲線.
曲線的方程是曲線的代數(shù)刻畫(huà);方程的曲線是方程的幾何表示.“數(shù)”與“形”角度不同,但二者是“等價(jià)”的.
2.求曲線的方程
求曲線的方程,就是把曲線上點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律用代數(shù)方程表示出來(lái),也就是求動(dòng)點(diǎn)M的坐標(biāo)x,y之間的關(guān)系式,即方程,而不是求x,y.要知道,x,y不是要被消滅的,而恰是我們要保留的.這點(diǎn)尤要注意。求曲線方程的一般步驟如下:
(1)建立適當(dāng)?shù)淖鴺?biāo)系,設(shè)出曲線上任意一點(diǎn)M的坐標(biāo);(例如設(shè)M(x,y))
(2)寫(xiě)出適合條件p的M的集合P={M│p(M)};
(3)用坐標(biāo)表示p(M),列出方程f(x,y)=0;
(4)整理化簡(jiǎn)方程f(x,y)=0為最簡(jiǎn)形式;
(5)證明以化簡(jiǎn)后的方程的解為坐標(biāo)的點(diǎn)都在曲線上.
一般情況下,化簡(jiǎn)前后的方程解集相同,步驟(5)可以省略,特殊情況,可適當(dāng)予以說(shuō)明.
二、求曲線方程的基本方法
主要有兩類(lèi)基本方法:待定系數(shù)法和代入法.
1.待定系數(shù)法:根據(jù)已知條件,可以確定曲線類(lèi)型和方程形式,只需確定方程中幾個(gè)參量(系數(shù)),便可求出曲線的方程,這類(lèi)問(wèn)題一般用待定系數(shù)法。設(shè)出曲線的方程,列出關(guān)于參量的方程組,求出參量,代入所設(shè)方程,整理即可.
這類(lèi)問(wèn)題,求方程變成了求參量,因?yàn)榉匠獭笆裁礃印币呀?jīng)知道.
想一想,求直線的方程基本上都是待定系數(shù)法.
2.代入法:根據(jù)已知條件,無(wú)法判斷曲線類(lèi)型和方程形式,這類(lèi)問(wèn)題一般用代入法.常用的代入法有:(1)直接代入;(2)相關(guān)點(diǎn)代入;(3)消參代入.
這說(shuō)明Q點(diǎn)的軌跡是中心在原點(diǎn),焦點(diǎn)在y軸上,長(zhǎng)軸長(zhǎng)為8、短軸長(zhǎng)為4的橢圓,且除去短軸端點(diǎn).
(作者單位 吉林省松原市長(zhǎng)嶺縣第三中學(xué))