存在性问题的优秀方案
王靖涵 2013.12.17 P20 T1 X 2
+y 2=1 过椭圆的右焦点F 的弦为MN ,在X 轴上是否存在定点R ,以使已知椭圆4
RM ∙RN 为常数?
x
(1)
途径一:让含变量的系数为零。
假设R(X0,0) 存在,设M(X1,Y 1) N(X 2,Y 2)
RM ∙RN = X 1∙X 2- X0(X 1+ X2)+ X 02+ Y 1 Y 2 ¤
⎧Y =K(X-⎪① 当K 存在, 设⎨X 2 2+y =1⎪⎩4⇒ (1+4K2)·X 22X+12K2-4=0
且 Y 1Y 2=k 2(x 1(x 2 ①
⎧2
②⎪x 1+x 2=21+4k ⎪⎪12k 2-4 ③ 韦达定理:⎨x 1x 2=21+4k ⎪⎪∆>0⎪⎩
k 227-0 将①,②,③代入¤
RM
∙
RN =X 02-4+ 1+4k 2
k 227-0
若()()1+4k
2与k 无关,则 27-0=0 x 0 13此时RM ∙RN = 64
② 当K 不存在 y=±1 2 130) RM ∙RN = ∴综上所述 R 64
方法一是好方法,但运算量大,易错,不能快而准,若能猜出R 点,再验证即可迅速! 如何猜出R 点,矛盾的普遍性存在于特殊性中,若存在R 点,此点对于MN 垂直x ,y 轴这两个特性情况也仍然成立。
途径二:特例直达结果
法二: 取M N ⊥ox ,此时x=
得: M 1取M N ⊥oy ,此时y=0 11)N 1-),M 2(2,0)N 1(-2,0), 22 13RM ∙RN = RM 1∙ RN 1= RM 2∙ RN 2 ⇒ x 064
0)即为所求。 因此猜出R 下面的过程只要将法一中的x 0
T2:
x 2y 2
-=1,P 是双曲线上动点,X P >0。是否存在实数λ,使∠PFA = 已知双曲线412
λ∠PAF 恒成立?(F 为右焦点)
(2)
解:当PF ⊥ox 时,易得AF =PF =6
以下证明猜想λ=2成立。
设P (x 0,y 0),则y 02=3x02-12
tan2(∠PAF )=x ⇒ PAF 为等腰直角 。猜测λ=2. 2tan ∠PAF 2k PA 2y 0(x 0+2) 2y 0(x 0+2) === 1-tan 2∠PAF 1-k 2PA (x 0+2) 2-y 2(x 0+2) 2-(3x 02-12) =-y 0(x 0+2) y 0=- (x 0-4)(x 0+2) (x 0-4)
y 0=-tan ∠PFA (x 0-4) 又K pf =
即tan ∠PFA =tan 2(∠PAF ) ⇒∠PFA =2∠PAF (在(0,π)上) 。
T3:
动圆Cm :x 2-2mx+y2+2(m-2)y=0
(m ∈R ,且m ≠1),当m 变化时
证明所有圆:⑴圆心在直线l 1上,求l 1方程
⑵ 恒过一定A ,求A 点坐标。
⑶恒与直线l 2相切,求l 2方程。
l 2
(3)
解:⑴ 略,答案l 1:x+y=2
⑵ 当m=2时,(x-2)2+y2=2 ①
m=3时,(x-3)2+(y+1)2=8 ②
②-① 2x-5-2y-1=6 ③
由 ①,③得,⎨⎧x =1
⎩y =1 猜想定点A (1,1)
将A (1,1)带入方程C m 中,左=1-2m+1+2(m-2)+2=0 故所有圆恒过定点A(1,1)。
⑶ 令m=0⇒x 2+(y-2)2=2 ①
m=2⇒x-2)2+y2=2 ②
设①,②的公切线kx-y-b=0, 由圆心到直线距=半径
⇒ = ⇒⎧
⎨k =1
⎩b =0
= Cm : (x-m )2+(y+m-2)2=2m2-4m+2=m -1) ⎤⎦2可得圆心(m ,2-m )到l 2距离-1 r=d,故所有圆恒与l 2相切。
猜y=x
本文通过特例 直达目标
以动制静,静动结合。方法、运算迅捷,思维独特。
王靖涵
有内涵
存在性问题的优秀方案
王靖涵 2013.12.17 P20 T1 X 2
+y 2=1 过椭圆的右焦点F 的弦为MN ,在X 轴上是否存在定点R ,以使已知椭圆4
RM ∙RN 为常数?
x
(1)
途径一:让含变量的系数为零。
假设R(X0,0) 存在,设M(X1,Y 1) N(X 2,Y 2)
RM ∙RN = X 1∙X 2- X0(X 1+ X2)+ X 02+ Y 1 Y 2 ¤
⎧Y =K(X-⎪① 当K 存在, 设⎨X 2 2+y =1⎪⎩4⇒ (1+4K2)·X 22X+12K2-4=0
且 Y 1Y 2=k 2(x 1(x 2 ①
⎧2
②⎪x 1+x 2=21+4k ⎪⎪12k 2-4 ③ 韦达定理:⎨x 1x 2=21+4k ⎪⎪∆>0⎪⎩
k 227-0 将①,②,③代入¤
RM
∙
RN =X 02-4+ 1+4k 2
k 227-0
若()()1+4k
2与k 无关,则 27-0=0 x 0 13此时RM ∙RN = 64
② 当K 不存在 y=±1 2 130) RM ∙RN = ∴综上所述 R 64
方法一是好方法,但运算量大,易错,不能快而准,若能猜出R 点,再验证即可迅速! 如何猜出R 点,矛盾的普遍性存在于特殊性中,若存在R 点,此点对于MN 垂直x ,y 轴这两个特性情况也仍然成立。
途径二:特例直达结果
法二: 取M N ⊥ox ,此时x=
得: M 1取M N ⊥oy ,此时y=0 11)N 1-),M 2(2,0)N 1(-2,0), 22 13RM ∙RN = RM 1∙ RN 1= RM 2∙ RN 2 ⇒ x 064
0)即为所求。 因此猜出R 下面的过程只要将法一中的x 0
T2:
x 2y 2
-=1,P 是双曲线上动点,X P >0。是否存在实数λ,使∠PFA = 已知双曲线412
λ∠PAF 恒成立?(F 为右焦点)
(2)
解:当PF ⊥ox 时,易得AF =PF =6
以下证明猜想λ=2成立。
设P (x 0,y 0),则y 02=3x02-12
tan2(∠PAF )=x ⇒ PAF 为等腰直角 。猜测λ=2. 2tan ∠PAF 2k PA 2y 0(x 0+2) 2y 0(x 0+2) === 1-tan 2∠PAF 1-k 2PA (x 0+2) 2-y 2(x 0+2) 2-(3x 02-12) =-y 0(x 0+2) y 0=- (x 0-4)(x 0+2) (x 0-4)
y 0=-tan ∠PFA (x 0-4) 又K pf =
即tan ∠PFA =tan 2(∠PAF ) ⇒∠PFA =2∠PAF (在(0,π)上) 。
T3:
动圆Cm :x 2-2mx+y2+2(m-2)y=0
(m ∈R ,且m ≠1),当m 变化时
证明所有圆:⑴圆心在直线l 1上,求l 1方程
⑵ 恒过一定A ,求A 点坐标。
⑶恒与直线l 2相切,求l 2方程。
l 2
(3)
解:⑴ 略,答案l 1:x+y=2
⑵ 当m=2时,(x-2)2+y2=2 ①
m=3时,(x-3)2+(y+1)2=8 ②
②-① 2x-5-2y-1=6 ③
由 ①,③得,⎨⎧x =1
⎩y =1 猜想定点A (1,1)
将A (1,1)带入方程C m 中,左=1-2m+1+2(m-2)+2=0 故所有圆恒过定点A(1,1)。
⑶ 令m=0⇒x 2+(y-2)2=2 ①
m=2⇒x-2)2+y2=2 ②
设①,②的公切线kx-y-b=0, 由圆心到直线距=半径
⇒ = ⇒⎧
⎨k =1
⎩b =0
= Cm : (x-m )2+(y+m-2)2=2m2-4m+2=m -1) ⎤⎦2可得圆心(m ,2-m )到l 2距离-1 r=d,故所有圆恒与l 2相切。
猜y=x
本文通过特例 直达目标
以动制静,静动结合。方法、运算迅捷,思维独特。
王靖涵
有内涵