劉新春
許多數(shù)學(xué)問題常常因?yàn)榘l(fā)現(xiàn)不了隱含條件而無法求解或方法繁復(fù),耗時(shí)太多.如能將題目中的各個(gè)條件用幾何化、圖表化、代數(shù)化、模式化、結(jié)論化的形式相互轉(zhuǎn)化,往往能發(fā)現(xiàn)隱含條件,找到解題思路.下面以解析幾何問題為例說明如何發(fā)現(xiàn)隱含條件.
一、數(shù)形結(jié)合,巧妙轉(zhuǎn)化
比較上述兩種解法可知,只有抓住題目中兩個(gè)條件的本質(zhì)屬性——幾何特征——兩直線關(guān)于原點(diǎn)對(duì)稱這一隱含條件,并用最簡單的數(shù)量關(guān)系表示,才能快捷地獲得簡單的解題方法和簡明的解題過程.
二、變換圖形,發(fā)現(xiàn)性質(zhì)
例2 在平面直角坐標(biāo)是xOy中,點(diǎn)B與點(diǎn)A(-1,1)關(guān)于原點(diǎn)0對(duì)稱,P是動(dòng)點(diǎn),且直線AP與BP的斜率之積等于-(1/3).
(l)求動(dòng)點(diǎn)P的軌跡方程;
(2)設(shè)直線AP與BP分別與直線x=3交于點(diǎn)M與點(diǎn)N,問:是否存在點(diǎn)P使得△PAB與△PMN的面積相等?若存在,求出點(diǎn)P的坐標(biāo);若不存在,說明理由.
在上述幾種表征形式中,表征(l)抓住圖形中三角形的邊的特征給出數(shù)量關(guān)系,最接近題中原始條件,也最容易想到,但計(jì)算M,N兩點(diǎn)的縱坐標(biāo)步驟較繁,運(yùn)算過程也非常復(fù)雜;表征(2)抓住了∠APB =∠MPN這一條件,從角的特征出發(fā),把面積相等表征為三角形邊長的乘積關(guān)系,再運(yùn)用線段在同一條直線上的射影的比值相等,因而思路巧,方法簡,運(yùn)算少;表征⑶與表征⑴類似;表征(4)抓住圖形的整體特征,充分運(yùn)用B點(diǎn)是AD的中點(diǎn)條件,從兩個(gè)三角形的面積相等關(guān)系挖掘出P點(diǎn)為△ADN的重心這一隱含條件,題目中條件的本質(zhì)屬性更加凸顯.
三、特殊引路,直覺猜想
例3 如圖,在平面直角坐標(biāo)系xOy中,已知圓O:x2+y2=4,F(xiàn)(O,2),點(diǎn)A,B是圓O上的動(dòng)點(diǎn),且FA·FB =4,是否存在與動(dòng)直線AB恒相切的定圓?若存在,求出該圓的方程;若不存在,請(qǐng)說明理由.
分析 直覺告訴我們,若定圓存在,應(yīng)與圓心O或定點(diǎn)F有關(guān).因?yàn)锳,B是動(dòng)點(diǎn),若取FA =l,F(xiàn)B=4,可知∠FAB=90。.點(diǎn)F到AB的距離為1,點(diǎn)O到AB的距離為1/2(中位線).再令FA =FB =2,可算得點(diǎn)F和點(diǎn)O到AB的距離均為1.合情猜想,點(diǎn)F到AB的距離為定值1.換句話說,AB與以點(diǎn)F為圓心,1為半徑的圓相切.這就是本題中的核心隱含條件.如何證明?聯(lián)想FA.FB=4、三角形的面積公式、余弦定理等條件可得以下證明:
作FH⊥AB于點(diǎn)H,連結(jié)OA,OB.設(shè)△ABF的面積為S.
本題的求解思路其關(guān)鍵是通過直覺判斷、特殊引路、合情猜想、推理論證等環(huán)節(jié)發(fā)現(xiàn)并證明隱含條件“定點(diǎn)到直線的距離為定值1”.可從上述探究過程中體會(huì)如何探索幾何圖形的本質(zhì)特征.
四、抓住“有界”,化隱為顯
在求解解析幾何問題時(shí),經(jīng)常會(huì)運(yùn)用圖形特征中的限制條件,如圓上兩點(diǎn)的距離范圍,橢圓、雙曲線、拋物線上點(diǎn)的坐標(biāo)的限制條件,求離心率或其他參數(shù)的范圍等問題.解析幾何問題中的隱含條件首先是圖形中隱含的幾何特征,抓住最本質(zhì)的幾何特征,就能發(fā)現(xiàn)隱含條件.其次是尋找同一個(gè)幾何特征的不同數(shù)量關(guān)系,有些是顯而易見的,有些是深藏不露的,需要我們?nèi)グl(fā)現(xiàn).