由一道解析几何问题引发的思考
2023-04-09娄超杨雪梅
娄超 杨雪梅
《数学通报》2021年第12期中刊载了江苏省苏州 实验中学王弟成老师的《一类根与系数关系不对称解 析几何题解法探究与原因探析》一文,文中谈及的根 与系数的关系不对称的解析几何问题比较常见,于是 笔者对这类问题进行了深入的研究,找到了解答此类 问题的几种方法.下面结合例题进行探讨.
例题:
解:
可以看出此时方程的根与系数的关系不对称,我 们就不能直接用韦达定理建立关系式,那么该如何处 理呢?经过分析、研究,笔者总结了如下几种求解思路.
思路1:运用特殊到一般思想
特殊到一般思想是指通过特殊情形了解一般情 形,从而得出一般规律的思想.运用特殊到一般思想解 题,可以根据题意选取合适的特殊数值、特殊函数模 型、特殊位置、特殊图形,将其代入题设中建立关系 式,便可快速得出结论.再对所得结论进行验证,即可 解题.
解:
我们先根据题意取特殊点 A(-1, 3 2 ) ,B(-1,- 3 2 ) , P(-4, 3 2 ) ,即可快速确定直线 PB 的方程,得出 M 点的 坐标;然后根据韦达定理证明 -4 - my1y2 + 3y1 y2 - y1 = - 5 2 即可.
思路2:采用代入消元法
对于含有多个变量的代数问题,我们通常可采用 代入消元法来化简代数式.先寻找变量之间的关系式, 用其中一个或两个变量表示其他变量及其关系;再将 其代入代数式中,便可消去其他变量,减少变量的个 数,使得根与系数的关系式简化.
解:
我们根据韦达定理将 y1y2 用 y1 + y2 表示出来,即 可将 x 的表达式化为只含有 y1 + y2 的式子,再通过简 单的运算即可化简根与系数的关系式.
思路3:利用求根公式
解:
利用求根公式求得一元二次方程的两根,并将其 代入代数式中进行计算,即可化简根与系数的关系式.
思路4:构造对偶式
當方程的根与系数的关系不对称时,为了化简代 数式,可以根据代数式的特征构造出对偶式,即改变 变量、符号,却不改变代数式的结构,通过加减相消, 化简根与系数的关系式.
解:
分别设 A(x1,y1) 与 B(x2,y2) ,B(x1,y1) 与 A(x2,y2) ,即 可构造出对偶式,将两式相加,便可消去其中的部分 项,通过计算即可化简根与系数的关系式.
思路5.利用几何图形的性质
对于解析几何问题,我们不仅可以从曲线的方程 入手,还可以从图形入手,根据图形的特征添加辅助 线,利用三角形、圆、平行四边形、梯形的性质来建立 几何关系式,以使问题获解.
解:
对于解析几何问题,同学们要学会将数形结合起 来,通过研究图形来建立几何关系,把几何关系用数 量表示出来,即可快速解题.
总之,对于这类方程的根与系数的关系不对称的 解析几何问题,同学们可将其视为代数问题,通过消 元、代换、构造对偶式来化简代数式,也可将其视为几 何问题,通过几何关系、利用几何图形的性质来寻找 解题的思路.根与系数的关系不对称的解析几何问题 是一类非常规问题,同学们需打破思维定式,另辟蹊 径,才能破解难题.
(作者单位:山东省东营市第一中学)