解析几何中“判别式”的处理
2012-04-29朱远军
朱远军
解析几何是高中数学教学的重要内容,每年全国各地的高考题中,除了填空题或选择题有解析几何的内容外,几乎都有一道解析几何的大题,而且大多在最后两题中.在考题中直线与圆锥曲线的位置关系的考查最为常见.这就涉及判别式的问题.怎样处理其中的判别式才能使运算简便呢?是否一定要解不等式Δ>0呢?是否一定要求判别式呢?这些都是值得注意的问题,本人在教学过程中,总结得出了以下三种类型,现分别用例题加以说明.
一、验而不解
例1 给定双曲线x2-y2[]2=1,过点B(1,1)能否作直线m,使m与所给双曲线交于两点Q1及Q2,且点B是线段Q1Q2的中点?这样的直线m如果存在,求出它的方程;如果不存在,说明理由.
解 根据题意可设直线m的方程为y=k(x-1)+1,
代入双曲线方程2x2-y2=2,
整理,得(2-k2)x2+(2k2-2k)x-k2+2k-3=0,
其判别式Δ=(2k2-2k)2-4(2-k2)(-k2+2k-3).
设Q1(x1,y1),Q2(x2,y2),由中点公式和韦达定理有1=獂1+x2[]2=k2-k[]k2-2,解得k=2.以k=2代入Δ,得Δ=-8<0,故上述关于x的一元二次方程无实根,所以符合题设条件的直线m不存在.
注 本题中如果解不等式Δ>0,就比较复杂了,其实,只要把k=2值代入看是否有Δ≥0就可以了,本题还可采用如下更简便的方法:
由点Q1(x1,y1),Q2(x2,y2)在双曲线x2-y2[]2=1上,得x21-y21[]2=1,①
x22-y22[]2=1,②
①-②,得(x1+x2)(x1-x2)=1[]2(y1+y2)(y1-y2).
∵Q(1,1)是Q1Q2的中点.∴x1+x2=2,y1+y2=2.
∴直线Q1Q2的斜率k=y1-y2[]x1-x2=2,
又 直线Q1Q2经过点B,∴直线Q1Q2的方程为y=2x-1.
将其代入双曲线方程得-2x2+4x-3=0,显然Δ<0,故满足题设条件的直线m不存在.
注 本解法中很多同学得到直线y=2x-1就结束了,忘记了将直线代入双曲线方程会验证Δ的值,从而得出“存在”的错误结论,这一定要引起重视.
二、解而不验
例2 已知l1,l2是过点P(-2,0)的两条互相垂直的直线,且l1,l2与双曲线y2-x2=1各有两个交点,分别为A1,B1和A2,B2,求l1的斜率k的取值范围.
解 根据题意可设l1,l2的方程分别为
y=k(x+2)(k≠0),①
y=-1[]k(x+2).②
以①,②两式代入双曲线方程y2……
