多角度解决一个圆锥曲线问题
2017-09-25吉斌波
教育界·下旬 2017年8期
吉斌波


【摘要】圆锥曲线是高中数学的必考内容,此类题目学生普遍感到无从下手。文章就一个习题的多角度解法进行了探索,较为透彻地解决了该类型题目。
【关键词】圆锥曲线;判别式法;配方法;三角函数;数形结合
习题:已知、是双曲线和椭圆的公共焦点,是它们的公共交点且,则双曲线和椭圆的离心率的倒数之和的最大值为 .
解答:
不妨取点在第一象限,设椭圆的长轴长为,离心率为,双曲线的实轴长为,离心率为e1,、分别为两者的左右焦点.设=s,=t,可得,① .由于,由余弦定理易知②,离心率的倒数之和.
方法一:判别式法.由①易得,故由②易得,将看作自变量,则关于的一元二次方程,有,即,解得,所以.等号成立时,即取到最大值.
补充说明:此时,发现两者互为倒数.此题中使用“主参”互換思想,根据题意合理确定主变量和参变量,以便求得最值.
方法二:配方法.因为,所以,又因为,所以,当且仅当时等号成立,则,取到最大值.
补充说明:将求解对象转化为二次函数,使用二次函数配方法解决最值.
方法三:数形结合.将代入化简后,根据题目求解目标,两边同除以得到,可看作.即,设,则求的最大值即可由的图象可知,当两者相切且切点在第一象限时,取到最大值,所以有,在此令,则,因为,所以.
补充说明:采用数形结合的数学思想,利用图形的几何意义巧妙求解.
方法四:三角函数.根据方法三整理得到的,可令,,,则,其中,所以.
补充说明:充分利用进行代换以及三角函数自身特性求解最值. 数学解题中形式看似繁琐,坚持到底,结果简练精辟!……
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