陳偉斌 張啟兆
解析幾何是高中數(shù)學(xué)的重要內(nèi)容,也是高考考查的重點(diǎn)內(nèi)容。解析幾何的核心觀點(diǎn)就是恰當(dāng)運(yùn)用代數(shù)的方法解決幾何問題,基本思想是數(shù)形結(jié)合思想,核心方法是坐標(biāo)法。數(shù)形結(jié)合思想和坐標(biāo)法是統(tǒng)領(lǐng)全局的,解析幾何就是在坐標(biāo)系的基礎(chǔ)上,用代數(shù)的方法研究幾何問題的一門學(xué)科。同學(xué)們在復(fù)習(xí)過程中要注意積累解決解析幾何的基本問題及典型問題的常用方法、技巧,提高解題能力,確保復(fù)習(xí)效果。
一,存在性問題
解析幾何中探究存在性問題實質(zhì)上是探索結(jié)論的開放性問題,是在一定的條件下判斷某種數(shù)學(xué)對象是否存在的問題,它有結(jié)論存在和結(jié)論不存在兩種情形,解答這類問題,一般先對結(jié)論作肯定存在的假設(shè),然后由此出發(fā),結(jié)合已知條件進(jìn)行推理論證。若導(dǎo)出矛盾,則說明先前假設(shè)錯誤;若推出合理的結(jié)論,則說明先前假設(shè)正確,由此得出問題的結(jié)論,“假設(shè)推證結(jié)論”是解答此類問題的三個步驟。
評注:(l)已知橢圓中的某些參數(shù)求橢圓方程是常見題型,因為橢圓中三個參數(shù)a,b,c三者之間已經(jīng)有了關(guān)系a2=b2+c2,所以只要再給出兩個條件就可以解出方程,若已知離心率,常見的處理辦法就是利用離心率減少變量,即把a(bǔ),b,c、都用一個變量來表示,比如這道題目就可得到a=2c,b=√3c。
(2)對于一道綜合題,要能認(rèn)真審題,發(fā)現(xiàn)其中隱含的條件,比如題目中的PF⊥x軸,這些隱含條件有時就是解決問題的關(guān)鍵點(diǎn)。該題涉及了解析幾何中常見的兩種處理辦法,已知直線與橢圓的一個交點(diǎn),可結(jié)合韋達(dá)定理求另一個交點(diǎn),以及利用對稱性用-k代替k得到另一個交點(diǎn)。在求k時,把A,F(xiàn),B三點(diǎn)共線轉(zhuǎn)化成斜率來運(yùn)算也是簡化計算的一個技巧,若寫出AB的方程,再利用過點(diǎn)F求k就比較煩瑣了。
(3)該小題中的兩種不同的思路,其實都是在抓整個圖形的關(guān)鍵元素,關(guān)鍵元素就是指這個元素定下后,整個圖形也就定下了,解法一抓的關(guān)鍵元素就是A,B中的點(diǎn),解法二抓的關(guān)鍵元素就是AB的斜率,然后把所有變量都由這個元素表示,這個思想和向量中的基底思想有點(diǎn)類似。
二、定點(diǎn)、定值問題
解析幾何中的定值問題是指某些幾何量(線段的長度、圖形的面積、角的度數(shù)、直線的斜率等)的大小或某些代數(shù)表達(dá)式的值等和題曰中的參數(shù)無關(guān),不依參數(shù)的變化而變化,而始終是一個確定的值。
解析幾何中的定點(diǎn)、定值問題的解法的一般規(guī)律:(l)定點(diǎn)問題:要探究直線或者網(wǎng)是否過定點(diǎn),通常有兩種策略,策略一:首先要表示出直線或者網(wǎng)的方程,這就需要恰當(dāng)設(shè)好變量,選擇合適的路徑進(jìn)行求解,而過定點(diǎn)就是要與變量無關(guān),一般情況下利用系數(shù)為0就能解決問題;策略二:先通過特殊位置的圖形進(jìn)行猜測,猜出定點(diǎn),再證明。(2)定值問題:主要是通過化簡求值得到,只要恰當(dāng)設(shè)好變量,合理進(jìn)行運(yùn)算,一般都能解決,得到的結(jié)果要通過特殊值進(jìn)行檢驗,解析幾何中的設(shè)法主要就是設(shè)點(diǎn)的坐標(biāo)或者設(shè)直線的斜率,兩種設(shè)法的本質(zhì)是一樣的,在不同的題目里各有優(yōu)勢,我們要在平常解題過程中認(rèn)真總結(jié),解題之前一定要通過比較選擇最適合的解法。
評注:(l)求定值問題常見的方法有兩種:一是從特殊入手,求出定值,再證明這個值與變量無關(guān);二是直接推理、計算,并在計算推理的過程中消去變量,從而得到定值。
(2)在第②小題中,設(shè)直線l1的方程為y-y0=k1(x-x0),換元:記t=k1y0-x0,則直線l1的方程可優(yōu)化為y=k1x+t,從而優(yōu)化解題過程。
三,與面積有關(guān)的問題
解析幾何中與面積相關(guān)問題的解題思路:(l)根據(jù)題曰條件確定所運(yùn)用的面積公式;(2)不規(guī)則圖形的面積問題需要割補(bǔ),轉(zhuǎn)化為我們熟悉的規(guī)則圖形;(3)注意運(yùn)用坐標(biāo)的幾何意義;(4)有些面積問題可通過幾何性質(zhì)去處理。
分析:(l)由于本題沒有給圖,所以在讀題時應(yīng)該在草稿紙上先畫個圖(如圖2),再從目標(biāo)出發(fā):要求△OBC的面積的最大值,可以建立日標(biāo)函數(shù),那么以△OBC的哪一條邊為底邊比較好呢?結(jié)合圖形和已知條件,選擇合適的解題路徑。在△OBC中,OB的長度為定值,故以O(shè)B為底邊。第(l)小題轉(zhuǎn)化為求點(diǎn)C到直線OB的距離的最大值,于是有兩種解法。
(2)要求當(dāng)△OBC的面積最大時,直線l的方程,通性通法是設(shè)出直線l的方程,然后把△OBC的面積表示出來,即建立目標(biāo)函數(shù),再去求△OBC面積的最大值。結(jié)合圖形(如圖3)和已知條件B(x1,y1),C(x2,y2),且3Y1+y2=0,選擇怎樣的解題路徑呢?用割補(bǔ)法,將△OBC的面積轉(zhuǎn)化為△BAO與△CAO的面積之差,而在計算這兩個三角形的面積時均以AO為底邊,因此巧設(shè)直線l的方程為x=my+n,用m,n表示出△OBC的面積,求出△OBC的面積最大時m的值,即可解決問題。
評注:第(l)小題如果以BC為底邊去求△OBC面積的最大值,也可以解決問題,但運(yùn)算稍微復(fù)雜一些,而且要討論直線BC的斜率是否存在,請同學(xué)們試一試。第(2)小題采用割補(bǔ)法,并利用直線的橫截距和兩個交點(diǎn)的縱坐標(biāo)表示三角形面積,使問題得到簡捷解答,這種方法是解有關(guān)橢圓中三角形面積的最大值問題的常用方法。那么,是否可以利用直線的縱截距和兩個交點(diǎn)的橫坐標(biāo)表示三角形面積呢?答案是肯定的,同學(xué)們不妨試一試。
解析幾何中的運(yùn)算往往比較復(fù)雜,因而解題需要先規(guī)劃,認(rèn)真分析題目,觀察已知和未知,制定合理運(yùn)算程序,選擇有效策略,認(rèn)真分析、觀察解答過程中的每一步及題曰要求,便可施以技巧,從而優(yōu)化解題方法,簡化解幾運(yùn)算,提高思維品質(zhì),使做題達(dá)到事半功倍之功效。
(責(zé)任編輯 王福華)