APP下载

曲线系方程的第二个盲区

2018-01-29金卫雄

数学教学通讯·高中版 2017年12期

金卫雄

[摘 要] 一直以来我们都知道曲线系会遗漏曲线,但是一般认为只遗漏了一条.实际上远非如此,二次曲线系可以遗漏无数多条曲线. 哪些曲线被遗漏,遗漏原因是什么,怎样避免漏解,在理论上和应用上都需要梳理清楚. 文章将从一个实例出发,公布问题的发现及提出背景,进行初步研究,并在最后给出几个有用的结论,提出新的研究课题.

[关键词] 二次曲线系;遗漏;第二盲区;主轴方向

什么是“第二盲区”

众所周知,若两条曲线L1和L2的方程分别为f1(x,y)=0和f2(x,y)=0,则方程f1(x,y)+λf2(x,y)=0(λ∈R)表示过L1,L2交点(如果存在的话)的曲线,称该方程为曲线系方程. 这个曲线系方程遗漏了曲线L2,因此L2可以称作是该曲线系方程的一个“盲区”. 为了消除这个盲区,我们可以使用另一个曲线系方程:λ1f1(x,y)+λ2f2(x,y)=0(λ1,λ2∈R). 这个方程中既没有漏掉L2,又没有漏掉L1,因此在理论研究中被广泛应用.

但是,在用上述的曲线系方程表示二次曲线系的时候,却隐藏着一个更大的盲区(为区别起见,不妨称之为第二盲区),这是一直没有被发现的. 为揭示其真相,让我们从一个简单的例子谈起:

例1:给定椭圆C:x2+=1,两条直线y=x+1、y=kx与C相交所得的点共圆,求k值及所共圆的方程.

解:(用曲线系)所给的两条直线可以合写成方程 (x-y+1)(kx-y)=0. 构造曲线系

(x-y+1)(kx-y)+λx2+-1=0(注意这里的“盲区”L2不是圆,因此不需考虑L2). 整理为

(λ+k)x2-(1+k)xy+1+y2+kx-y-λ=0.

若此方程表示圆,则首先有λ+k=1+,1+k=0,解得k=-1,λ=4.代入曲线系方程得

x2+y2-x-y-=0.

经检验,确实表示圆.故k=-1且所求圆方程为x2+y2-x-y-=0.

这个看似轻松灵巧的解法,漏掉了当k=0和k=4时的两个解(将在后文中分析……

登录APP查看全文