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探求解析几何中动点横(纵)坐标取值范围(最值)的策略

2021-10-21武增明

数理化解题研究 2021年28期
关键词:所求值域关系式

武增明

(云南省玉溪第一中学 653100)

平面解析几何中动点横(纵)坐标取值范围(最值)问题,是高考中的热点,是教师教学中的重点,是同学学习中的难点.由于这类问题,没有固定的解题模型,没有规律可循,解法灵活,思维性强.因此,大多数同学想不到、找不到解题的切入点与突破口,心生畏惧,一筹莫展.对此问题,笔者试想,没有定法,应该有法,应该有策略.有几种?具体是什么方法?是什么策略?笔者结合自己多年积累的教学资料(教师错题集)和教学经验,反复思考,反复探究,归纳总结,给出如下六种策略,希望对同学们的学习有所启示和帮助,希望对同仁的教学有参考价值.

一、走数形结合之路

虽然解析几何是用代数方法研究几何学问题的学科,但是仍然离不开由数想形、由数画形、以形助数、由形化数,问题获解.

图1

二、走三角函数之路

选取变量角为自变量,建立所求与变量角的函数关系式,把问题转化为三角函数的值域(最值)问题,问题获解.

例2 (2014年高考全国卷Ⅱ理科数学第16题)设点M(x0,1),若在圆O:x2+y2=1上存在点N,使得∠OMN=45°,则x0的取值范围是____.

分析选取∠MNO为自变量,记∠MNO=α,应用正弦定理建立x0与α的关系式,问题转化为求角α的三角函数的值域问题.

解因为点M(x0,1)在直线y=1上运动,记∠MNO=α,如图2,则∠MON+α=135°,所以0°<α<135°,又因为MO≥ON,所以在△MON中知,α≥45°,于是45°≤α<135°.

图2

图3

三、走数量积定义之路

根据数量积定义,进行向量坐标运算,建立关于所求的不等式,问题获解.

四、走代数函数之路

选取动直线的变量斜率k或变量横截距a或变量纵截距b或圆锥曲线中的参变量为自变量,建立所求与变量斜率k或变量横截距a或变量纵截距b或圆锥曲线中的参变量的函数关系式,把问题转化为代数函数的值域(最值)问题,问题获解.

解 方法1由题意可设直线AB的方程为y=kx+1,A(x1,y1),B(x2,y2).

因为P(0,1),所以由AP=2PB,得-x1=2x2, ③

五、走判别式之路

依题意,选取一个参变量,建立所求与所选取的参变量的关系式,由此得关于以参变量为未知数的一元二次方程,根据一元二次方程有实根的充要条件是判别式不小于零,问题获解.

例5 已知抛物线y=x2上有一定点A(-1,1)和两动点P,Q,当PA⊥PQ时,点Q的横坐标取值范围是____.

六、走圆锥曲线范围之路

建立所求与圆锥曲线上动点横(纵)坐标的关系式,再利用圆锥曲线范围,问题获解.

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