蔡逸
摘要:解析幾何問題中,常常需要求解弦長,特別是需要求解多條弦長的關(guān)系,這種題型使用直線的參數(shù)方程可大大的簡化思維和運(yùn)算,值得推廣。
關(guān)鍵詞:參數(shù)方程;弦長問題;定點(diǎn)問題
解析幾何是高中數(shù)學(xué)知識中十分重要的部分,由于其能夠有效地考查學(xué)生的數(shù)形結(jié)合思想,運(yùn)算能力,分類討論,思維深度以及在考場上的應(yīng)變能力和心理素質(zhì)等,在歷屆高考數(shù)學(xué)試卷中當(dāng)仁不讓的成為了重點(diǎn)和難點(diǎn)。
在解析幾何的學(xué)習(xí)中,我們主要學(xué)習(xí)了橢圓,雙曲線及拋物線為主的圓錐曲線,并且養(yǎng)成了對解析幾何大題的一般答題思路:找到共性,設(shè)出坐標(biāo),將直線方程與曲線方程聯(lián)立,用韋達(dá)定理得出坐標(biāo)關(guān)系,再根據(jù)題設(shè)進(jìn)行解答,這種做法雖具有一定的普遍性,但在計算解答的過程中,往往涉及復(fù)雜的化簡與代換,而在高考緊張的氣氛中,一旦算錯,很容易滿盤皆輸,因此在解決直線與曲線之間關(guān)系的問題中,找到特殊的解決辦法來盡量減少我們的計算量并且提高準(zhǔn)確度,對于我們攻克高考壓軸題是大有裨益的,同時也可讓我們保持良好的心態(tài)收獲更好的成績。
一、題型分析:
高考中,解析幾何題一般位于倒數(shù)第二題的位置,第一問一般是要求曲線方程,離心率或定點(diǎn)坐標(biāo)等,此問的結(jié)論一般作為后面解決問題的依據(jù),難度較小。而在難度加深的第二問中,直線與曲線相結(jié)合的問題有,求某點(diǎn)的軌跡,定值問題,最大值最小值等。
下面通過示例來討論在解析幾何運(yùn)算時,利用直線參數(shù)方程來巧解問題并減少計算量。
二、直線參數(shù)方程
1、直線參數(shù)方程的引入
我們知道直線的點(diǎn)斜式為:
此處 所代表的意義為直線與 軸正半軸夾角的正切值即
不妨改寫為 , 引進(jìn)參數(shù) 而在實(shí)際運(yùn)算中,我們?nèi)绾我M(jìn)參數(shù) 呢?
實(shí)際運(yùn)算中,常常會出現(xiàn) 三點(diǎn)之間的線段運(yùn)算,此時不妨將 直線看作數(shù)軸, 方向?yàn)檎较颍?為原點(diǎn),則設(shè) 處參數(shù)為 ,則
利用這種思路,我們可以更好的解決線段長之間的計算
[數(shù)軸 → “原點(diǎn)”→ 正負(fù) → 線段長]
2、嘗試用直線參數(shù)方程解決下列問題
例1:平面上動點(diǎn) 到動點(diǎn) 的距離比它到直線 的距離小1
(1)求動點(diǎn) 的軌跡 的方程
(2)過點(diǎn) 作直線與曲線 交于兩點(diǎn) ,與直線 交于點(diǎn) ,求 的最小值
解析:這里只對第②問進(jìn)行兩種方法的對比,由①得:
方法一:[常規(guī)解法]
方法二:參數(shù)方程
如圖,以 所在直線建立數(shù)軸, 為原點(diǎn), 方向?yàn)檎较?,?shù)軸與 軸正方向夾角為 ,設(shè)數(shù)軸上的點(diǎn)參數(shù)為 , 處參數(shù)為 ,聯(lián)立
三、小結(jié)
由以上的方法對比可以很明顯的看出,在解答一些相對較復(fù)雜的解析幾何問題時,運(yùn)用參數(shù)方程解題,不僅可以減少我們的計算量,還可以簡化我們的解題步驟,讓我們在做題時達(dá)到事半功倍的效果。
當(dāng)然,除了參數(shù)方程外,還有其他比如斜率問題,共切線問題,二次曲線系等就不一一列舉了。