楊美
在圓錐曲線數(shù)值問題中,如何結合題目條件,根據(jù)圓錐曲線的定義、性質以及相應的思維方法來分析與處理是解決問題的關鍵.下面結合實例就圓錐曲線中數(shù)值問題的巧解加以實例剖析.
一、妙用定義,巧求未知量
圓錐曲線的定義揭示的是各對應的曲線的本質屬性.對于涉及的圓錐曲線中的參數(shù)問題,若能巧妙靈活應用定義,往往能達到化繁為簡、事半功倍的效果.
例1.已知拋物線的頂點在原點,對稱軸為x軸,拋物線上的點M(-3,m)到焦點距離等于5,求拋物線的方程和m的值.
分析:解答本題可以直接利用拋物線的定義,得點M到準線的距離為5,直接得出有關p的關系式,從而求出p的值.
解析:設拋物線的方程為y2=-2px(p>0),則焦點F(,0)準線方程為x=,根據(jù)拋物線的定義,點M到焦點的距離等于5,也就是點M到準線的距離等于5,
則有3+=5解得p=4,因此拋物線方程為y2=-8x,
又點M(-3,m)在拋物線上,代入有m2=24,解得m=±2.
點評:利用圓錐曲線的定義來處理一些有關的參數(shù)問題能使列式和解答簡潔方便,避免繁瑣的計算過程,能更好地充分體現(xiàn)圓錐曲線的定義在轉化問題中的作用,真正達到巧妙轉化、合理處置的目的.
二、妙設變量,巧求面積
涉及圓錐曲線的定義與標準方程有關的問題時,如何在實際解答過程中回避復雜的計算,成了處理這類問題的難點和關鍵.“設而不求,金蟬脫殼”是比較特殊的一種思想方法,其實質是整體結構意義上的變式和整體思想的應用.
例2.F1、F2是橢圓的兩個焦點,P是橢圓上一點,且PF1⊥PF2,試求△F1PF2的面積.
分析:題設中有橢圓上一點到兩個焦點間距離的信息,即可試探是否能用PF1+PF2=2a解決.同時注意利用解三角形的相關知識加以綜合.
解析:由題知:a=7,b=2,c=5,設PF1=m,PF2=n,
由橢圓定義可知m+n=2a=14,又由于PF1⊥PF2,則有m2+n2=F1F22=102=100,那么2mn=(m+n)2-(m2+n2)=142-100=96,即mn=48,所以S=mn=24.
點評:通過設出橢圓上的點到焦點的距離,引進m,n,將距離符號化,既方便書寫,又便于運算.這種“設而不求,金蟬脫殼”的整體思想在解題中常常被廣泛應用.
三、妙引參數(shù),巧求最值
對于圓錐曲線中的某些最值范圍問題,有時用參數(shù)方程要比用普通方程更方便,除能簡化解題過程外,在培養(yǎng)學生解題的針對性和靈活性方面大有益處.
例3.在平面直角坐標系xOy中,點P(x,y)是橢圓+y2=1上的一個動點,求S=x+y的最大值.
分析:通過把橢圓的直角坐標方程轉化為相應的參數(shù)方程,結合對應的表達式轉化為三角函數(shù)的最值問題再加以分析與求解.
四、妙用判別式,巧求范圍
圓錐曲線方程是二次方程,在解決圓錐曲線變量的取值范圍時,通過函數(shù)與方程思想,根據(jù)題中隱含條件,將問題化歸為一元二次方程模型后,妙用根的判別式可以巧妙快捷地求出變量范圍.
例4.已知拋物線y2=x上存在兩點關于直線l:y=k(x-1)+1對稱,試求實數(shù)k的取值范圍.
分析:設出拋物線上關于直線l對稱的兩點A、B的坐標,根據(jù)對稱性建立相應的方程組,得到涉及y1+y2,y1y2的關系式,結合根與系數(shù)的方程得到對應的方程有不等實根的充要條件,轉化為判別式法來分析與處理.
點評:本題涉及直線與拋物線的位置關系中的變量的取值范圍問題,通過方程有不等實根的充要條件的轉化,巧妙地把幾何問題轉化為代數(shù)問題,從而達到求解參數(shù)的取值范圍的目的.構思新穎,方法巧妙.
五、數(shù)形結合,巧求離心率
著名數(shù)學家華羅庚說過:“數(shù)形本是兩相倚,焉能分作兩邊飛.數(shù)缺形時少直觀,形少數(shù)時難入微.”在圓錐曲線中的許多基本量都具有一定的幾何意義,挖掘題目中的隱含條件,揭示圖形的幾何性質,采用數(shù)形結合的思想方法,可解決一些相應的參數(shù)問題.
點評:數(shù)形結合的思想是數(shù)學重要的思想方法之一,其實質就是把抽象的數(shù)學語言與直觀的圖形結合起來,使抽象思維與形象思維結合起來.其具有直觀性、靈活性、深刻性,能夠跨越各知識點的界限,有較強的綜合性.利用數(shù)形結合來求解參數(shù)問題,解答更形象、直觀,一目了然.
總之,定義法、判別式法、參數(shù)法以及設而不求、數(shù)形結合、函數(shù)與方程等思想是解題求值問題中常用的思想方法.根據(jù)問題條件靈活地應用,可擺脫生搬硬套,形成低耗高效的奇思妙解.