解析几何中忽略隐含条件错因分析
2015-12-21陈干
陈干
所谓隐含条件,是指题中若暗若明、含而不露的条件.一般来说,它们常巧妙地隐蔽在题设或结论的背后,不易为人们所觉察.在数学解题中,隐含条件具有干扰性、迷惑性,常给解题带来消极因素.若能注意到题中隐含条件,往往会使解题结果更具有完整性、准确性.下面就解析几何中常见的忽略隐含条件导致的错误进行分析,并给出对策.
1.忽略曲线方程点的坐标取值范围限制
例1 若点P(x,y),满足3x2+2y2=6x,试求x2+y2的取值范围.
错解 由已知得y2= 1 2 (-3x2+6x)
∴x2+y2=- 1 2 (x-3)2+ 9 2
故当x=3时,x2+y2的最大值为 9 2 ,即x2+y2≤ 9 2 .
评注 本题解法忽略了点P(x,y)在曲线3x2+2y2=6x上,则点的坐标取值范围受到限制.事实上,由已知2y2=-3x2+6x≥0,得到题设隐含条件为0≤x≤2.故当0≤x≤2时,x2+y2应在当x=2时,取得最大值为4,当x=0时,取得最小值为0.因此0≤x2+y2≤4.
在圆锥曲线方程中,曲线方程点的坐标取值范围受到限制.由此题发现,在研究圆锥曲线方程最值问题时,应充分注意到对自变量的取值范围的研究,否则,将会发生错误.
2.忽略直线的斜率不存在
例2 已知双曲线(x-1)2-y2=1和圆x2+y2=1,直线l同时满足下列两个条件:
(1)与双曲线交于不同两点;
(2)与圆相切,且切点是直线与双曲线相交所得的弦的中点.求直线l的方程.
错解 设直线l的方程为y=kx+b
由直线l与圆相切得b2=1+k2 ①
将y=kx+b代入双曲线方程得
(1-k2)x2-2(kb+1)x-b2=0
当k≠±1时,有Δ>0,这样直线与双曲线有两个交点,设其为A(x1,y1),B(x2,y2),AB中点为C(x0,y0),则x0= x1+x2 2 = kb+1 1-k2 ,y0=kx0+b= k+b 1-k2 .
又C为圆的切点,从而( kb+1 1-k2 )2+( k+b 1-k2 )2=1 ②
由①、②得
k= 3 3 ,b=- 2 3 3 或k=- 3 3 ,b= 2 3 3 .
所以,直线方程为:
y= 3 3 x- 2 3 3 或y=- 3 3 x+ 2 3 3 .
评注 设直线为y=kx+b隐含了斜率k存在,故应再讨论若k不存在时的情况.当斜率k不存在时,即直线l垂直于x轴时,此时,直线方程为……
