王思儉
例1在平面直角坐標(biāo)系xOy中,已知點(diǎn)A(-2,0),點(diǎn)B(2,2),直線l1:ax+y+2a=0與直線l2:x-ay-2 +2a=0的交點(diǎn)為P,則積PA?PB的最大值為_____.
小A兩條直線方程聯(lián)立得,,因此,太繁了,算不下去了,只好放棄!
問(wèn)題出在哪里
同學(xué)們,他的解題過(guò)程有問(wèn)題嗎?求解策略選擇是否恰當(dāng)?
解疑小A 的交點(diǎn)坐標(biāo)解錯(cuò)了,縱坐標(biāo)為,因此,于是,令,利用判別式求得,所以0 ≤PA?PB≤10,當(dāng)且僅當(dāng)時(shí),等號(hào)成立.
注:對(duì)于絕對(duì)值內(nèi)部的函數(shù)式,可以利用導(dǎo)數(shù)法求解,也很容易.
小B我們可以發(fā)現(xiàn)這兩條直線分別過(guò)定點(diǎn)A和B,l1⊥l2,因此PA⊥PB,于是,PA2+PB2=20.由基本不等式知,PA2+PB2≥2PA?PB,所以PA?PB≤10.
變題1-1在平面直角坐標(biāo)系xOy中,已知兩條直線l1:axy+1-a=0 與直線l2:x+ay-1-a=0(a∈R)被圓O:x2+y2=25截得弦分別為AC,BD,求四邊形ABCD面積的最大值.
小A先設(shè)出直線方程,再求弦長(zhǎng),然后再求四邊形的面積,太繁了,求出由于l1⊥l2,因此四邊形ABCD的面積為,所以S≥10 23,當(dāng)且僅當(dāng)a=±1時(shí)等號(hào)成立.故四邊形面積的最小值為.
敲黑板
小B 的解法簡(jiǎn)潔明了,這種觀點(diǎn)就是動(dòng)中有靜,先探究這兩條直線的過(guò)定點(diǎn)問(wèn)題,然后再研究?jī)蓷l直線的問(wèn)題關(guān)系,而不是盲目求交點(diǎn).
問(wèn)題出在哪里?
小A求出來(lái)的是最小值,看看解題過(guò)程有什么問(wèn)題嗎?
解疑
小C抓住利用基本不等式求解(略).
小D兩條直線互相垂直且都過(guò)定點(diǎn)P(1,1),原點(diǎn)到兩條直線的距離分別為d1和d2,,根據(jù)上一道題目討論得,而四邊形的面積為,下面用基本不等式求解(略).
變題1-2在平面直角坐標(biāo)系xOy中,過(guò)點(diǎn)M(3,0)的直線與圓O:x2+y2=25 交于A,B兩點(diǎn),求△AOB面積的最大值.
敲黑板
小D 的方法沒(méi)有求出AC,BD的具體表達(dá)式,利用平面幾何知識(shí),很快找到弦長(zhǎng)與圓心到直線的距離關(guān)系式,從而很快求出最大值.
小A寫出直線方程x=my+3,代入圓的方程,化簡(jiǎn)得(m2+1)y2+6my-16=0,設(shè)A(x1,y1),B(x2,y2),因此,圓心到直線距離,三角形的面積為,做到這一步,感覺(jué)很難,不敢做下去了,但后來(lái)我又分析式子結(jié)構(gòu),利用換元法求解,令,則m2=,于是.聯(lián)想到變量相對(duì)集中到分母上,于是,當(dāng)且僅當(dāng)t=3時(shí)取等號(hào),所以.
小B直接使用基本不等式求解,圓心到直線距離為d,線段,于是△AOB的面積為,利用基本不等式求解,答案也是.
小C因?yàn)?,所以最大值為,此時(shí)圓心到直線距離為.
問(wèn)題出在哪里
小A、小B、小C的解題過(guò)程有問(wèn)題,你能發(fā)現(xiàn)嗎?
解疑
小B同學(xué)解題過(guò)程中等號(hào)成立的條件為圓心到直線l:x=my+3距離d為,于是,得出還是無(wú)解.
小C的答案是在假設(shè)∠AOB=90°的條件下得出的,事實(shí)上90°<∠AOB<180°,因此錯(cuò)了,他犯了潛在假設(shè)的錯(cuò)誤.
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1.求圓的方程的常用策略
(1)直接法:根據(jù)圓的幾何性質(zhì),直接求出圓心坐標(biāo)和半徑,進(jìn)而寫出方程.
(2)待定系數(shù)法:
①若已知條件與圓心(a,b)和半徑r有關(guān),則設(shè)出圓的標(biāo)準(zhǔn)方程,依據(jù)已知條件列出關(guān)于a,b,r的方程組,從而求出a,b,r的值;
② 若已知條件沒(méi)有明確給出圓心或半徑,則選擇圓的一般方程,依據(jù)已知條件列出關(guān)于D,E,F(xiàn)的方程組,進(jìn)而求出D,E,F(xiàn)的值.
2.求與圓有關(guān)的定值和最值問(wèn)題常用策略
(1)與圓有關(guān)的長(zhǎng)度或距離的最值問(wèn)題的策略:根據(jù)長(zhǎng)度或距離的幾何意義,利用圓的幾何性質(zhì)數(shù)形結(jié)合求解.
(2)與圓有關(guān)的最值問(wèn)題,常見的有以下幾種類型:
②形如t=ax+by形式的最值問(wèn)題,可轉(zhuǎn)化為動(dòng)直線截距的最值問(wèn)題;
③形如(x-a)2+(y-b)2形式的最值問(wèn)題,可轉(zhuǎn)化為動(dòng)點(diǎn)到定點(diǎn)的距離的平方的最值問(wèn)題.
敲黑板
只要檢驗(yàn)結(jié)果是否合適,也就是檢驗(yàn)直線方程是否存在就能發(fā)現(xiàn)問(wèn)題了,因此同學(xué)們?cè)谇笞畲笾岛妥钚≈禃r(shí)一定要指出成立的條件.點(diǎn)M是在圓外的時(shí)候,利用小B 和小C 的解法確實(shí)簡(jiǎn)單.