《高中数学解题思维与思想》(精美word版,共140页)(4)

2019-03-10 21:09

(x?10)2?y2?2.

|x?4|(x?2)2y2??1. 整理得

1648正解2 依题意,设双曲线的中心为(m,0)

?a2??m?4?a?4c???则 ?c?m?10 解得 ?c?8

?m?2.?c???2.??a所以 b2?c2?a2?64?16?48,

(x?2)2y2??1. 故所求双曲线方程为

1648②注意充分条件、必要条件和充分必要条件在解题中的运用

我们知道:

如果A成立,那么B成立,即A?B,则称A是B的充分条件。 如果B成立,那么A成立,即B?A,则称A是B的必要条件。 如果A?B,则称A是B的充分必要条件。

充分条件和必要条件中我们的学习中经常遇到。像讨论方程组的解,求满足条件的点的轨迹等等。但充分条件和必要条件中解题中的作用不同,稍用疏忽,就会出错。

例5 解不等式x?1?x?3. 错误解法 要使原不等式成立,只需

?x?1?0?, 解得3?x?5. ?x?3?0?x?1?(x?3)2??A?0?A?0?错误分析 不等式A?B成立的充分必要条件是:?B?0或 ?

?B?0?A?B2??x?1?0?x?1?0?原不等式的解法只考虑了一种情况?x?3?0,而忽视了另一种情况?,

?x?3?0?x?1?(x?3)2?所考虑的情况只是原不等式成立的充分条件,而不是充分必要条件,其错误解法的实质,是把充分条件当成了充分必要条件。 正确解法 要使原不等式成立,则

?x?1?0?x?1?0?x?3?0或 ???x?1?(x?3)2?x?3?0??3?x?5,或1?x?3.

y ?原不等式的解集为 {x|1?x?5}

例6(轨迹问题)求与y轴相切于右侧,并与 ⊙C:x2?y2?6x?0也相切的圆的圆心 的轨迹方程。

错误解法 如图3-2-1所示, 已知⊙C的方程为(x?3)2?y2?9.

M 2P N 2 C(3,0) O x 图3-2-1

设点P(x,y)(x?0)为所求轨迹上任意一点,并且⊙P与y轴相切于M点, 与⊙C相切于N点。根据已知条件得

|CP|?|PM|?3,即(x?3)2?y2?x?3.

化简得 y2?12x(x?0).

错误分析 本题只考虑了所求轨迹的纯粹性(即所求的轨迹上的点都满足条件),而没有考虑所求轨迹的完备性(即满足条件的点都在所求的轨迹上)。事实上,符合题目条件的点的坐标并不都满足所求的方程。从动圆与已知圆内切,可以发现以x轴正半轴上任一点为圆心,此点到原点的距离为半径(不等于3)的圆也符合条件,所以y?0(x?0且x?3)也是所求的方程。即动圆圆心的轨迹方程是y2?12x(x?0)和

y?0(x?0且x?3)。因此,在求轨迹时,一定要完整的、细致地、周密地分析问题,这样,才能保证所求轨迹的纯粹性和完备性。

③防止以偏概全的错误

以偏概全是指思考不全面,遗漏特殊情况,致使解答不完全,不能给出问题的全部答案,从而表现出思维的不严密性。

例7 设等比数列?an?的全n项和为Sn.若S3?S6?2S9,求数列的公比q. 错误解法 ?S3?S6?2S9,

a1(1?q3)a1(1?q6)a1(1?q9) ???2?1?q1?q1?q整理得q3(2q6?q3?1)=0.

由q?0得方程2q6?q3?1?0.?(2q3?1)(q3?1)?0,?4q??或q?123

a1(1?q3)a1(1?q6)a1(1?q9)错误分析 在错解中,由 ??2?1?q1?q1?q应有a1?0和q?1.在等比数列中,a1?0是显然的,整理得q3(2q6?q3?1)=0.时,但公比q完全可能为1,因此,在解题时应先讨论公比q?1的情况,再在q?1的情况下,对式子进行整理变形。

正确解法 若q?1,则有S3?3a1,S6?6a1,S9?9a1. 但a1?0,即得S3?S6?2S9,与题设矛盾,故q?1. 又依题意 S3?S6?2S9,

a1(1?q3)a1(1?q6)a1(1?q9)可得 ??2?1?q1?q1?q整理得q3(2q6?q3?1)=0.即(2q3?1)(q3?1)?0,

因为q?1,所以q3?1?0,所以2q3?1?0.

3所以 q??4. 2说明 此题为1996年全国高考文史类数学试题第(21)题,不少考生的解法同错误解法,根据评分标准而痛失2分。

④避免直观代替论证

我们知道直观图形常常为我们解题带来方便。但是,如果完全以图形的直观联系为依据来进行推理,这就会使思维出现不严密现象。

例8 (如图3-2-2),具有公共y轴的两个

yO x?F?直角坐标平

面?和?所成的二面角??y轴-?等于60?.已知?内的曲线C?的方程是

y2?2px?(p?0),求曲线C?在?内的射影的曲线方程。

错误解法 依题意,可知曲线C?是抛物线,

p在?内的焦点坐标是F?(,0),p?0.

2因为二面角??y轴-?等于60?, 且x?轴?y轴,x轴?y轴,所以?xox??60?.

设焦点F?在?内的射影是F(x,y),那么,F位于x轴上, 从而y?0,?F?OF?60?,?F?FO?90?,

p1pp??.所以点F(,0)是所求射影的焦点。依题意,射影2244是一条抛物线,开口向右,顶点在原点。

所以OF?OF??cos60??所以曲线C?在?内的射影的曲线方程是y2?px.

错误分析 上述解答错误的主要原因是,凭直观误认为F是射影(曲线)的焦点,

其次,未经证明默认C?在?内的射影(曲线)是一条抛物线。

正确解法 在?内,设点M(x?,y?)是曲线上任意一点 (如图3-2-3)过点M作MN??,垂足为N, 过N作NH?y轴,垂足为H.连接MH, 则MH?y轴。所以?MHN是二面角

yF?M N ?x?O H ??y轴-?的平面角,依题意,?MHN?60?.

在Rt?MNH中,HN?HM?cos60??又知HM//x?轴(或M与O重合),

HN//x轴(或H与O重合),设N(x,y),

1x?. 2图3

1?x?x??则 ?2??y?y??x??2x ????y?y.因为点M(x?,y?)在曲线y2?2px?(p?0)上,所以y2?2p(2x). 即所求射影的方程为 y2?4px(p?0).

(3) 推理的训练

数学推理是由已知的数学命题得出新命题的基本思维形式,它是数学求解的核心。以已知的真实数学命题,即定义、公理、定理、性质等为依据,选择恰当的解题方法,达到解题目标,得出结论的一系列推理过程。在推理过程中,必须注意所使用的命题之间的相互关系(充分性、必要性、充要性等),做到思考缜密、推理严密。

例9 设椭圆的中心是坐标原点,长轴x在轴上,离心率e?这个椭圆上的最远距离是7,求这个椭圆的方程。

x2y2错误解法 依题意可设椭圆方程为2?2?1(a?b?0)

abc2a2?b2b23?1?2?, 则 e?2?24aaa233,已知点P(0,)到

22b21所以 2?,即 a?2b.

4a设椭圆上的点(x,y)到点P的距离为d,

3则 d2?x2?(y?)2

2y29?a(1?2)?y2?3y?4 b

1??3(y?)2?4b2?3.22所以当y??1时,d2有最大值,从而d也有最大值。 2所以 4b2?3?(7)2,由此解得:b2?1,a2?4.

x2?y2?1. 于是所求椭圆的方程为4错解分析 尽管上面解法的最后结果是正确的,但这种解法却是错误的。结果正


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