从一道题的错解谈“解几”中定型与定量的解题策略
2012-04-29廖平安
廖平安
例题:已知双曲线的右准线为x=4,右焦点F(10,0),离心率e=2,求双曲线方程.
错解一:∵右准线方程为x=4,∴=4,又c=10,∴a=40,b=c-a=60,故双曲线方程为-=1.
错解二:∵右焦点F(10,0),∴C=10,又e==2,∴a=5,b=c-a=75,故所求的双曲线方程-=1.
上述两个错解,究其原因,是对曲线的“型与量”的关系处理不当.因为双曲线的中心没有明确在坐标原点上,所以不能根据双曲线的标准方程中的量与量的关系来定量计算.也就是说该题由于双曲线位置关系不明,就不能用定型到定量的方法解决,只能用圆锥曲线第二定义来解决.而所谓“定型”是指对曲线的形状、位置、大小的确定(或判断).“定量”则是在定型的基础上,求曲线(方程)中所涉及数量.我们在解题中只有认真审清题意,准确地判断好曲线形状、位置、大小,才能相应地定量计算相关的量.其实解析几何中很多题目都是由定型到定量或定量到定型来解决的,把定型和定量有机地结合起来,就能快速准确解决解析几何中曲线问题,如下面例子.
一、由曲线“定型→定量”的解题
在通过题目分析,确定曲线形状及其位置(定型)后,再根据其形状、位置、大小来定量解决相关数量,或设好曲线的(方程)待定式,再求式中的待定数与量(定量).
例题1(2002年北京高考?文):若直线L∶y=kx-与直线2x+3y-6=0的交点位于第一象限,则直线L倾斜角的取值范围().
A.(,)B.(,)C.(,)D.(,)
解析:因为直线2x+3y-6=0过点A(3,0)和点B(0,2),直线L∶y=kx-过点C(0,-),所以直线L绕C点必须与线段AB相交(不含点A、B)时,则交点进入第一象限(定型).易求直线L倾斜角的取值范围(定量)是(,).
例题2(2003年北京春季招生?理):已知直线ax+by+c=0(abc≠0)与圆x+y=1相切,则三边长分别|a|,|b|,|c|的三角形是().
A.锐角三角形B.直角三角形C.钝角三角形D.不存在
解析:因为直线与单位圆相切(定型),所以圆心到直线的距离等于半径(定量),所以=1,即|a|+|b|=|c|.故选B.
二、由曲线的“定量定型”的解题
在通过题目分析中,由题中的数量(定量)关系,确定曲线的形状或位置或大小(定型)情况.然后利用曲线固有的一些性质来解题.
例题3:顶点在原点,坐标轴为对称轴,且过点(-2,3)的抛物线是().
A.y=-x B.x=y
C.y=-x或x=yD.以上都不对
解析:由点(-2,3)的坐标(定量)可知,抛物线经过第二象限(定型),故可设抛物线方程为y=-2px或x=2py(p>0),此时把(-2,3)的坐标代入可得p=或p=,故选C.
例题4:已知曲线的中心在原点,焦点F,F在坐标轴上,离心率为,且过点(4,-).
(1)求曲线方程;
(2)若点M(3,m)在曲线上,求证:MF⊥MF;
(3)求△FMF面积.
解析:(1)∵曲线离心率e=(定量),∴曲线是双曲线(定型),可设方程为x-y=λ(λ≠0);
又∵曲线过点(4,-),∴16-10=λ,即λ=6.
所以双曲线方程为x-y=6.
(2)易知焦点F(-2,0),F(2,0),
∴K=,K=,∴K?K==-.
又∵(3,m)在双曲线上,∴9-m=6,m=3,
故K?K=-1(定量),则MF⊥MF(定型).
(3)由M(3,±)在曲线上知(定型),△FMF中FF=4,边FF的高h=(定量),∴△FMF面积是6.
三、由曲线的“定型?圮定量”的解题
在许多题目解答中,往往还要利用定型、定量多次转换.
1.由曲线“定量→定型→定量”的解题
例题5:已知圆M经过点P(-4,0),且与圆C:x-8x+y=0相切的圆心M的轨迹方程是.
解析:设圆M的半径为R,又由圆C的标准方程(x-4)+y=16可知半径r=4,结合图形可得,若圆M与圆C外切时,|MC|-|MP|=4,若圆M与圆C内切时,|MC|-|MP|=-4,也就是说||MC|-|MP||=4(定量).显然点M的轨迹满足双曲线的定义,则点M轨迹是以P,C为焦点双曲线(定型),其点M轨迹方程为-=1(a>0,b>0),由题意和双曲线定义可知2a=4,c=4,则可求得b=12(定量).故填-=1.
2.由曲线“定型→定量→定型”的解题
例题6:方程y=ax+b与y=ax-b表示的曲线在同一坐标系中的位置可以是().
解析:由四个选项可知,y=ax-b表示椭圆(定型),∴y-ax=-b,即y+=-b,∴a<0,b<0(定量);由此可得抛物线y=ax+b是开口向左且焦点在x的负半轴上(定型).故选A.
综上所述,定型与定量是在解析几何中解决问题的一种重要思想方法与技巧,我们只要善于准确判断曲线的“型和量”,就能利用这种方法和技巧来提高解题能力,提高解题的准确性.