邵敏亞
俗話說:人非圣賢,孰能無過;明槍易躲,暗箭難防. 解析幾何中,不乏許多恰似“暗箭”的易錯點. 為了讓考生在高考答題時防患于未然,下面對高考解析幾何易錯題進行“百度搜索”,旨在幫助大家認清這些易錯點的“真面目”.
易錯點1:忽視直線傾斜角的取值范圍
【例1】經(jīng)過點(-2,1),傾斜角是直線4x-3y+1=0的傾斜角一半的直線的方程是________.
錯解:設所求直線的傾斜角為?琢,則直線4x-3y+1=0的傾斜角為2?琢.
于是,tan2?琢=,即=,∴tan?琢=-2或tan?琢=.
故所求直線的方程為2x+y+3=0或x-2y-4=0.
剖析:錯解中只注意了直線傾斜角的關(guān)系,而忽視了直線傾斜角的范圍,從而導致增解.
正解:設所求直線的傾斜角為?琢,則tan2?琢=,即=,
∴tan?琢=-2或tan?琢=.
又∵2?琢是直線4x-3y+1=0的傾斜角,∴0<2?琢<,0<?琢<,故tan?琢=.
因此,所求直線的方程為x-2y-4=0.
【友情提醒】在求直線傾斜角的過程中,如果遇到一些不確定的變量(如斜率、字母、角度等)時,要根據(jù)傾斜角的范圍進行合理的分類,確定出相應的傾斜角.
易錯點2:寫直線的截距式方程忽略截距為零的情形
【例2】求經(jīng)過兩直線7x+8y-38=0和3x-2y=0的交點且在兩坐標軸上截距相等的直線方程.
錯解:由7x+8y-38=0,3x-2y=0,得交點為(2,3),
因為所求直線在兩坐標軸上截距相等,故它的方程可設為+=1,
又此直線經(jīng)過交點(2,3), 所以有+=5,∴a=5,
故所求直線方程為x+y-5=0 .
剖析:直線的截距方程+=1只適用與截距不為0的情形. 因而上述解法忽略了截距為0的情形,解法不完整.
正解:(1)當直線過原點時,設方程為y=kx,
∵ 直線過(2,3)點,∴3=2k,k=. 此時方程為3x-2y=0.
(2)當直線在兩坐標軸上的截距相等且不為0時,解法同上,故所求方程為x+y-5=0.
綜上,所求方程為3x-2y=0或x+y-5=0.
【友情提醒】假設過定點P(x0,y0)的直線方程為截距式,即+=1,那么解答時一定要注意a與b為零的特殊情況.
易錯點3:忽視直線斜率不存在的特殊情形
【例3】過點P(2,-1)且與點A(-3,-1)和點B(7,-3)距離相等的直線方程是_________.
錯解:設所求直線為y+1=k(x-2),即kx-y-2k-1=0,
又點A(-3,-1)點B(7,-3)到此直線距離相等,
所以由點到直線距離公式得=.
即5k=5k+2,由此解得k=-.
所以所求方程為-x-y+-1=0,即x+5y+3=0.
剖析:上述錯解中的直線方程是用點斜式設的,默認了直線斜率一定存在. 事實上,當斜率不存在時,過點P(2,-1)的直線x=2也滿足題意.
正解:當所求直線過點P(2,-1),且斜率不存在時,方程為x=2,點A(-3,-1)和點B(7,-3)到這條直線的距離都是5,因而x=2滿足題意.
當所求直線過點P(2,-1),且斜率存在時,解法同上.
所以所求的直線方程是x+5y+3=0和x=2.
【友情提醒】假設過定點P(x0,y0)的直線方程為點斜式,即y-y0=k(x-x0),那么,解答時一定要注意斜率不存在的特殊情況.
易錯點4:忽視圓方程半徑的必要條件
【例4】若過點A(4,2)可以作兩條直線與圓C ∶ (x-3m)2+(y-4m)2=25(m+4)2相切,則點A在圓C的________(填“外部”“內(nèi)部”“上面”),實數(shù)m的取值范圍是________.
錯解:因為過點A與圓有兩條切線,可見點A必在圓的外部.
因為點A在圓的外部,則有(4-3m)2+(2-4m)2>25(m+4)2,因此有240m<-380,解得m<-.
故填:外部,m<-.
剖析:上述錯解忽視了圓方程的半徑一定要大于0這個前提.應注意條件25(m+4)2>0.
正解:因為過點A與圓有兩條切線,可見點A必在圓的外部.
因為點A在圓的外部,則有(4-3m)2+(2-4m)2>25(m+4)2,因此有240m<-380,解得m<-. 又因為半徑必須大于0,故25(m+4)2>0,即m≠-4,因此m的取值范圍是m<-且m≠-4.
故填:外部,m<-且m≠-4.
【友情提醒】二元二次方程表示圓是有條件的,必須有D2+E2-4F >0. 在解決此類問題時,可以直接判斷D2+E2-4F >0,也可以配方后,判斷方程右側(cè)大于0,因為右側(cè)相當于r2. 對于曲線方程中含有參數(shù)的,都要考慮參數(shù)的條件.
易錯點5:忽視軌跡的完備性
【例5】△ABC的三邊a、b、c(a>b>c)成等差數(shù)列,A、C兩點的坐標分別是(-1,0)、(1,0),求頂點B的軌跡方程.
錯解:設點B的坐標為(x,y).
∵a、b、c成等差數(shù)列,∴a+c=2b,即BC+BA=2AC,∴BC+BA=4.
根據(jù)橢圓的定義易知,點B的軌跡方程為+=1.
剖析:錯誤的原因是忽略了題設中的條件a>b>c,使變量x的范圍擴大,從而導致錯誤. 另外一處錯誤是當點B在x軸上時,A、B、C三點不能構(gòu)成三角形.
正解:(同錯解)又∵a>c,即>,解得x<0.
又點C不在x軸上,∴ x≠-2.
故所求的軌跡方程為+=1(-2 【友情提示】求軌跡方程時,一定要注意求得的方程所表示的曲線上的點是否都滿足題意,以確保軌跡的完備性. 易錯點6:忽視圓錐曲線標準方程的種類 【例6】已知橢圓的中心在原點,對稱軸是坐標軸,離心率e=,且過點P(2,3),求此橢圓的標準方程. 錯解:設橢圓的標準方程為+=1(a>b>0), 由題意知=,+=1,a2=b2+c2,解得b2=10,a2=40. 所以所求橢圓的標準方程為+=1. 剖析:上述解法沒有討論焦點的位置,而默認了橢圓的焦點在x軸上. 正解:當焦點在x軸上時,解法同上,所求橢圓的標準方程為+=1. 當焦點在y軸上時,設橢圓方程為 +=1=1(a>b>0),由題意,得=,+=1,c2=a2-b2, 解得b2=,a2=25. 故所求橢圓的標準方程為+=1. 綜上,所求橢圓的標準方程為+=1或+=1. 【友情提醒】無論是橢圓方程,還是雙曲線方程或拋物線方程,它們的標準方程都不止一個,求圓錐曲線方程時必須關(guān)注焦點的位置是否確定,謹防“漏解”. 易錯點7:忽略圓錐曲線方程中x,y的取值范圍 【例7】設橢圓的中心是坐標原點,長軸x在軸上,離心率e=,已知點P(0,)到這個橢圓上的最遠距離是,求這個橢圓的方程. 錯解:依題意可設橢圓方程為+=1(a>b>0), 則e2===1-=,所以=,即a=2b. 設橢圓上的點(x,y)到點P的距離為d, 則d2=x2+(y-)2=a2(1-)+y2-3y+=-3(y+)2+4b2+3 所以當y=-時,d2有最大值,從而d也有最大值. 所以4b2+3=()2,故b2=1. 又a=2b,所以a2=4. 于是,所求橢圓的方程為+y2=1. 剖析:盡管上面解法得到的結(jié)論是正確的,但解答過程不正確. 錯解中,當y=-時,d2有最大值,這步推理是錯誤的,它沒有考慮y的取值范圍. 事實上,由于點(x,y)在橢圓上,故有-b≤y≤b,因此在求d2的最大值時,應分類討論. 正解:若b<,則當y=-b時,d2(從而d)有最大值. 于是()2=(b+)2,從而解得b=->,b<矛盾. 所以必有b≥,此時當時y=-,d2(從而d)有最大值, 所以4b2+3=()2,解得b2=1,a2=4.? 于是,所求橢圓的方程為+y2=1. 【友情提醒】在橢圓+=1(a>b>0)中,x∈[-a,a],y∈[-b,b];在雙曲線-=1(a>0,b>0)中,x∈(-∞,-a]∪[a,+∞),y∈(-∞,+∞). 利用函數(shù)思想求與圓錐曲線的最值或取值范圍問題時,常常要用到圓錐曲線方程中x,y的取值范圍. 易錯點8:缺乏分類意識 【例8】已知橢圓+=1的離心率e=,求m的值. 錯解:由已知得,a2=5,b2=m,∴ c2=5-m. ∴=e2,即=()2. 解之得m=3. 剖析:題設中m與5的大小關(guān)系不能確定,本題上述解法中只求了m<5的情況. 正解:當m<5時,a2=5,b2=m,∴ c2=5-m. 由已知得:=()2. 解之得m=3. 當m>5時,a2=5,b2=m,∴ c2=m-5. 由已知得=()2. 解之得m=. 故m=3或m=. 【友情提醒】遇到參數(shù)問題,首先要想到是否需要分類討論.當圓錐曲線的離心率已知時,需注意它的焦點位置是否確定,從而判定求標準方程中的參數(shù)的值是否需要分類討論. 易錯點9:忽視方程中字母的正負 【例9】已知雙曲線8kx2-ky2=8的一個焦點為(0,3),求k的值. 錯解:將雙曲線方程化為標準方程-=1. 因為焦點在y軸上,所以a2=,b2=, 所以c===3,即=9,所以k=. 剖析:上述錯解有兩處錯誤:一是a2與b2確定錯誤; 二是a、b、c的關(guān)系式用錯了. 在雙曲線中應為c2=a2+b2. 正解:因為一個焦點是(0,3),所以焦點在y軸上,雙曲線方程可化為標準方程-=1. 所以c=3,a2=-,b2=-,所以a2+b2=--=-=c2=9. 故k=-1. 【友情提醒】對于圓錐曲線而言,一旦焦點位置確定在哪根坐標軸上,它的標準方程的類型已經(jīng)確定,由此可以確定方程中字母的正負. 易錯點9:盲目運用圓錐曲線定義 【例9】一動點P到y(tǒng)軸的距離比到點A(2,0)的距離小2,求動點P的軌跡方程. 錯解:∵動點P到y(tǒng)軸的距離比到點A(2,0)的距離小2, ∴P到A(2,0)的距離等于P到直線x=-2的距離. 由拋物線定義得點P的軌跡是以直線x=-2為準線、以A(2,0)為焦點的拋物線, 動點P的軌跡方程是y2=8x. 剖析:上述解法只考慮了點P不在y軸左側(cè)的情況. 當點P在y軸左側(cè)時,點P到點A(2,0)的距離不可能等于點P到直線x=-2的距離,故此時點P的軌跡不是拋物線,應是x軸負半軸. 正解:設動點P(x,y),根據(jù)條件列等式:=x+2, 化簡得y2=8x(x≥0)或y=0(x<0). 所以 動點P的軌跡方程是y2=8x(x≥0)或y=0(x<0). 【友情提醒】解與本題類似的軌跡方程問題,應該先根據(jù)圖形判斷有幾種情況,免得漏解. 也可直接,化簡即可.在解析幾何中,各元素間位置的多樣性,往往被我們忽視,我們應“多個心眼”. 易錯點10:忽視圓錐曲線離心率固有的取值范圍 【例10】已知雙曲線-=1(a>0,b>0)中,A1,A2為左、右頂點,F(xiàn)為右焦點,B為虛軸的上端點,若在線段BF上(不含端點)存在不同的兩點Pi(i=1,2),使得△Pi A1A2(i=1,2)構(gòu)成以A1A2為斜邊的直角三角形,則雙曲線離心率e的取值范圍為__________. 錯解:由題意知F(c,0),B(0,b),則直線BF的方程為bx+cy-bc=0. 因為在線段BF上(不含端點)存在不同的兩點Pi(i=1,2),使得 △Pi A1A2(i=1,2)構(gòu)成以線段A1A2為斜邊的直角三角形,所以以A1A2為直徑的圓與線段BF相交,