趙立春 (江蘇省南京市寧海中學(xué) 210024)
眾所周知,圓錐曲線問題是高考數(shù)學(xué)的一個重要考點,更是由于其對學(xué)生計算能力的考查尤其突出而成為難點.在解決此類大題的過程中,學(xué)生往往思路特別清晰,但卻在運算上耗費大量時間,陷入算不出來、算不下去的窘境.
事實上,將直線方程與圓錐曲線方程聯(lián)立后,利用“1”的代換實現(xiàn)齊次化,順理成章地將聯(lián)立后的方程轉(zhuǎn)化為一元二次方程,利用一元二次方程的兩根關(guān)系,可化簡解題過程,避免繁瑣運算,提高解題正確率.
問題 如何用平面中的點P(a,b)來設(shè)直線方程?
(1)求橢圓C的方程.
(2)設(shè)橢圓C的左頂點為A,記直線AP,AQ的斜率分別為k1,k2.
①若m=0,求k1·k2的值;
(2)利用定點A(-2,0),直線l的方程可設(shè)為λ(x+2)+μy=1.
點評獨特巧妙之處在于齊次化聯(lián)立一箭雙雕,①②兩問順著同一條路徑,同時解決.
由例1、例2的解題過程發(fā)現(xiàn),齊次化聯(lián)立的適用范圍在于:
(1)橢圓上有定點P和動弦AB;
類似地,齊次化聯(lián)立也適用于雙曲線和拋物線問題.
故可得直線l的方程為8x+y-24=0.
例4已知拋物線C:y2=4x,過點M(1,2)作C的兩條弦MA,MB,設(shè)MA,MB的斜率分別為k1,k2,當(dāng)k1,k2變化且滿足k1+k2=-1時,試問:直線AB是否過定點?若是,求出該點的坐標(biāo).
點評由以上解題過程,齊次化聯(lián)立的一般步驟可概括如下:
(1)題型識別.
①有心二次曲線上出現(xiàn)定點和動弦;
(2)利用定點重新設(shè)出直線l和曲線的方程.
(3)聯(lián)立之后利用“1”的代換實現(xiàn)齊次化,從而將問題轉(zhuǎn)化成一元二次方程根與系數(shù)的關(guān)系來解決.
問題 如果定點不在二次曲線上,是否也可以用此法解決呢?答案是肯定的.
圖1
(1)求橢圓C的方程.
(2)如圖1,直線l與橢圓C交與不同的兩點A,B(都在x軸上方),且∠OFA+∠OFB=180°.
①當(dāng)A為橢圓C與y軸正半軸的交點時,求直線l的方程;
②是否存在一個定點,無論∠OFA如何變化,直線l總過該定點?若存在,求出該定點的坐標(biāo);若不存在,請說明理由.
下面用齊次化聯(lián)立處理第②問.
利用F(-1,0)這個定點,l的方程可設(shè)為m(x+1)+ny=1(*).
將(*)式中的“1”代入(** ),得
由x+1≠0,則兩邊除以(x+1)2,得
1°若n=0,代入(*)式得m(x+1)=1,若要恒過定點,則x=-1,此時等式不成立,舍去;
2°若m=-1,代入(*)式得-(x+ 1) +ny= 1,恒過定點(-2,0).
綜上得,直線l恒過定點(-2,0).
著名的數(shù)學(xué)家和教育家波利亞有一句膾炙人口的名言:“掌握數(shù)學(xué)就意味著善于解題.”提高學(xué)生數(shù)學(xué)思維能力的重要途徑之一是解題,而教師要實現(xiàn)這一目標(biāo)就必須進(jìn)行解題教學(xué)研究.本文在解析幾何題海中分析出齊次化聯(lián)立模型,讓學(xué)生學(xué)會選擇簡單高效的方法,間接地為學(xué)生爭取寶貴的時間,訓(xùn)練他們良好的思維習(xí)慣,繼而讓學(xué)生能仿而嫻熟、熟而有悟、悟而生巧、巧而創(chuàng)新,從而在達(dá)到解決一類問題的同時,實現(xiàn)學(xué)生的自我完善及綜合能力的提高.