掀起“隐含条件”的盖头来
2018-11-19刘新春
刘新春
许多数学问题常常因为发现不了隐含条件而无法求解或方法繁复,耗时太多.如能将题目中的各个条件用几何化、图表化、代数化、模式化、结论化的形式相互转化,往往能发现隐含条件,找到解题思路.下面以解析几何问题为例说明如何发现隐含条件.
一、数形结合,巧妙转化
比较上述两种解法可知,只有抓住题目中两个条件的本质属性——几何特征——两直线关于原点对称这一隐含条件,并用最简单的数量关系表示,才能快捷地获得简单的解题方法和简明的解题过程.
二、变换图形,发现性质
例2 在平面直角坐标是xOy中,点B与点A(-1,1)关于原点0对称,P是动点,且直线AP与BP的斜率之积等于-(1/3).
(l)求动点P的轨迹方程;
(2)设直线AP与BP分别与直线x=3交于点M与点N,问:是否存在点P使得△PAB与△PMN的面积相等?若存在,求出点P的坐标;若不存在,说明理由.
在上述几种表征形式中,表征(l)抓住图形中三角形的边的特征给出数量关系,最接近题中原始条件,也最容易想到,但计算M,N两点的纵坐标步骤较繁,运算过程也非常复杂;表征(2)抓住了∠APB =∠MPN这一条件,从角的特征出发,把面积相等表征为三角形边长的乘积关系,再运用线段在同一条直线上的射影的比值相等,因而思路巧,方法简,运算少;表征⑶与表征⑴类似;表征(4)抓住图形的整体特征,充分运用B点是AD的中点条件,从两个三角形的面积相等关系挖掘出P点为△ADN的重心这一隐含条件,题目中条件的本质属性更加凸显.
三、特殊引路,直觉猜想
例3 如图,在平面直角坐标系xOy中,已知圆O:x2+y2=4,F(O,2),点A,B是圓O上的动点,且FA·FB =4,是否存在与动直线AB恒相切的定圆?若存在,求出该圆的方程;若不存在,请说明理由.
分析 直觉告诉我们,若定圆存在,应与圆心O或定点F有关.因为A,B是动点,若取FA =l,FB=4,可知∠FAB=90。.点F到AB的距离为1,点O到AB的距离为1/2(中位线).再令FA =FB =2,可算得点F和点O到AB的距离均为1.合情猜想,点F到AB的距离为定值1.换句话说,AB与以点F为圆心,1为半径的圆相切.这就是本题中的核心隐含条件.如何证明?联想FA.FB=4、三角形的面积公式、余弦定理等条件可得以下证明:
作FH⊥AB于点H,连结OA,OB.设△ABF的面积为S.
本题的求解思路其关键是通过直觉判断、特殊引路、合情猜想、推理论证等环节发现并证明隐含条件“定点到直线的距离为定值1”.可从上述探究过程中体会如何探索几何图形的本质特征.
四、抓住“有界”,化隐为显
在求解解析几何问题时,经常会运用图形特征中的限制条件,如圆上两点的距离范围,椭圆、双曲线、抛物线上点的坐标的限制条件,求离心率或其他参数的范围等问题.解析几何问题中的隐含条件首先是图形中隐含的几何特征,抓住最本质的几何特征,就能发现隐含条件.其次是寻找同一个几何特征的不同数量关系,有些是显而易见的,有些是深藏不露的,需要我们去发现.