陳龍賢
我們?cè)谧鼋馕鰩缀晤}目時(shí),容易不管三七二十一,一上手就設(shè)坐標(biāo),列方程,對(duì)圖形本身缺乏必要的分析,這樣會(huì)導(dǎo)致計(jì)算量可能超級(jí)大甚至難以做到底。其實(shí),如果對(duì)圖形進(jìn)行細(xì)致分析,往往有“幾何”味道更濃的一種解法,這樣既減小了運(yùn)算量,也能加深對(duì)題本身的理解。我們應(yīng)意識(shí)到“解析幾何”也是“幾何”,要關(guān)注圖形幾何形態(tài),幾何性質(zhì),做到心中有圖,見數(shù)思圖,提高解析幾何的解題能力。
例題:已知圓O:x2+y2=r2(r>0)與直線x-y+2=0相切.
(1)過點(diǎn)1,的直線l截圓所得弦長(zhǎng)為2,求直線l的方程;
(2)設(shè)圓O與x軸的負(fù)半軸的交點(diǎn)為A,過點(diǎn)A作兩條斜率分別為k1,k2的直線交圓O于B,C兩點(diǎn),且k1k2=-2,證明:直線BC恒過一個(gè)定點(diǎn),并求出該定點(diǎn)坐標(biāo).
【正解】(1)圓心O到直線的距離為d==2=r,∴圓O的方程為:x2+y2=4.
若直線l的斜率不存在,直線l為x=1,此時(shí)l截圓所得弦長(zhǎng)為2,符合題意;
若直線l的斜率存在,設(shè)直線l為y-=k(x-1),即3kx-3y+-3k=0,
由題意知,圓心到直線的距離為d==1,解得:k=-,
此時(shí)直線l為x+y-2=0,則所求的直線l為x=1或x+y-2=0;
(2)由題意知,A(-2,0),設(shè)直線AB:y=k1(x+2),
與圓方程聯(lián)立得:y=k1(x+2)x2+y2=4,
消去y得:(1+k21)x2+4k21x+(4k21-4)=0,∴xA·xB=
∴xB=,yB=,即B,,
∵k1k2=-2,用代替k2得:C,
∴直線BC的方程為:y-=x-
即y-=x-(k21≠2),整理得y=x+=x+(k21≠2),則直線BC定點(diǎn)為-,0.
“老師,你出的題第一問還比較仁慈,第二問也太難算了吧,老師定的事,旁人不知道,鬼會(huì)知道?!?/p>
來來來,看看老師第二問的思路:
將坐標(biāo)原點(diǎn)平移至點(diǎn)A,則圓的方程變?yōu)椋▁-2)2+y2=22,即:x2+y2-4x=0,設(shè)直線BC的方程為mx+ny=1,B(x1,y1),C(x2,y2),聯(lián)立圓O和直線BC的方程得:x2+y2-4x(mx+ny)=0化簡(jiǎn)得:y2-4nxy+(1-4m)x2=0兩邊除以x2得:2-4n+1-4m=0 k1k2==1-4m=-2,解得m=,BC的方程為x+ny=1,恒過點(diǎn),0,故在原坐標(biāo)系中,直線BC恒過點(diǎn)-2,0=-,0。
“老師,你的解題思路是我人生走過最長(zhǎng)的路?!?/p>
“回頭看看走過的路,但凡涉及斜率和與斜率積的題是不是都可以用這樣的方法來解呢?”
“好像有點(diǎn)道理?!?/p>
“我再來展示一下我的功力,用平幾方法來解?!?/p>
如圖,圓O的半徑為2,設(shè)AD,BC交于M,連BD,CD,由于△AMC~△BMD,則有=,同理△AMB~△CMD,=-k1k2=tan∠BAD·tan∠CAD=====2,所以=2,解得AM=,故直線BC恒過定點(diǎn)-,0“解幾問題平幾化,它體現(xiàn)了數(shù)向形的轉(zhuǎn)化思想,能極大地簡(jiǎn)化運(yùn)算,大家是不是又多了一種思路呢?”
(作者單位:廣西柳州高級(jí)中學(xué))