直线斜率在解题中的应用

直线斜率公式tga=k=y_2-y_1/x_2-x_1.(x_1≠x_2)是解析几何的基础公式之一.直线的斜率在判断两条直线的位置关系以及求直线的倾斜角、夹角等方面,有广泛的应用.然而,在涉及直线与曲线的位置关系这类问题时,若能灵活地应用直线的斜率,就会化繁为简,化难为易.1.应用直线斜率求最大值、最小值曲线上某一点的最大值或最小值,如果采用的切线的斜率来解,往往会出现“柳暗花明又一村”的境况.例1如图1,在平面直角坐标系中,在Y轴的正半轴(坐标原点除外)上给定两点A、B在X轴的正半轴(坐标原点除外)上求点C,使∠ACB取得最大值.解法:分别设A、B、C三点坐标为A(0.a),B(0,b).C(x,0),∠ACB=θ,这里a>b>o,X>0,θ∈(0,π/2).∴tgθ=K_BC-K_AC/1+K_BC·K_AC=a-b/x+ab/x≤a-b/2/2~(1/ab)∴当x=ab/x时,x=(ab)~(1/ab)时tgθ最大.此时,C点坐标为((ab~(1/ab),0)θ_Max=arctg/a-b/2~(1/ab).2.应用直线斜率求轨迹方程求点的轨迹问题是初等解析几何的重要内容之一.求线段中点的轨迹方程是常见的一类.这类问题解法很多,但灵活地使用线段所在直线的斜率求解,往往会收到事半功倍的效果.例2 如图2抛物线y~2=2PX的准线交抛物线的对称轴于A点,过A引直线交抛物线于B、C两点,求BC中点的轨迹方程.为了说明应用直线斜率求轨迹方程的灵活     

用八心圆法画椭圆

关于椭圆的画法,通常有4种方法: (1)描点作图法。 (2)作,a为长半轴,b为短半轴,取长为2a的绳子,两端固定在F_1F_2用笔尖拉紧慢慢移动,笔尖就在工件上画出一个椭圆。     

一个常见平面方程的两种新解释

设在空间已经引入了虚元素,由三元二次方程:F(xyz)=a_(11)x~2+a_(22)y~2+a_(33)Z~2+2a_(12)xy+2a_(13)xz+2a_(23)yz+2a_(14)x+2a_(24)y+2a_(34)z+a_(44)=0 (1)所表示的图形称为二次曲面.使用记号 F_1(xyz)=a_(11)x+a_(12)y+a_(13)z+a_(14)F_2(xyz)=a_(12)x+a_(22)y+a_(23)z+a_(24)F_3(xyz)=a_(13)x+a_(23)y十a_(33)z十a_(34)F_4(xyz)=a_(14)x十a_(24)y十a_(34)z+a_(44)     

两类条件极值问题的简单解法

拉格朗日乘数法,是解决条件极值问题的著名方法,但该法的计算量很大,计算过程冗长、繁杂.本文将从数形结合的角度出发,对两类常见的条件极值问题,提供一种简单的解法.1 求函数f(x,y)=(x-x_0)~2+(y-y_0)~2+p在条件Ax+By+C=0下的最小值.对此类问题,我们可用下法求解:取xy平面上的一点P_0(X_0,Y_0),直线L:Ax+By+C=0及L上一动点P(x,y),如左图:设P_0到L的距离为d,由于“点到直线的距离不大于点到直线上任意一点的距离”,故显然有│p_0p|≥d.应用两点间距离公式及点到直线的距离公式,可得:[(x-x_0)~2+(y-y_0)~2]~(1/2)≥│Ax_0+By_0+C│/(A~2+B~2)(1/2)所以有:     

广泛联想多渠道求解

广泛联想,不拘泥于常规、常法,善于开拓、变异;由此及彼、由表及里,是从多道寻求解答的一种思维方式.例:设x·y∈R,求证:2~(3x~2+3y~2-48x-18y+219)+2~(3x~2+3y~2-12x+30y+87)>9/2~(1/3)本题条件单一,结论复杂.如果应用证明不等式的一般方法难以奏效.审察题目的表现形式,看不出有何特点.因此,将题目的结论进行等价变形.不等式的两边同除以2~(1/3),得2~(x~2+1y~2-16x-6y+73)+2~(x~2+y~2-4x+10y+29)>9配方:2~(x-8)~2+(y-3)~2)+2~(x-2)~2+(y+5)~2)>9这时题目的特点出现了,联系中学所学知识,可以发生一系列的联想,得到一些通常不容易想到的简捷证法.联想一 因为复数z=a+bi的模|z|=2~(a~2+b~2)不等式左边与此类似.所以可以联想复数模的几何意义,用复数不等式来证本题.     

椭圆内切圆与曲率圆的方程及图像研究

借助高等数学知识和几何画板,探索了椭圆内切圆和曲率圆的方程与图象及其之间的关系.研究结果表明:在椭圆的凹侧且与椭圆相切于点P(x0,y0)的最大圆是椭圆在该点的曲率圆;椭圆Γ在点P(acost,bsint)的最大内切圆和曲率圆的方程分别为(x-ca2cost)2+y2=ba22(b2+c2sin2t)和(x-ca2cos3t)2+(y+cb2sin3t)2=a21b2(b2+c2sin2t)3;椭圆Γ的内切圆者的圆心轨迹为线段:y=0且-ca2 x ca2,曲率圆的圆心轨迹为(c2x/a23)23+(c2y/2b3)23=1.     

椭圆规的制作和使用

一、从“互为垂直的两谐振动的合成”谈起设 两个互力垂直的谐振动的振动方程为:X=a·cocωt (1)y=b·cos(ωt+φ)(2)不难证明,这两个谐振动的合振动轨迹方程是:x~2/a~2+y~2/b~2-(2xy/ab) cosφ=sin~2φ (3)在一般情况下,这个合振动的运动轨迹为一椭圆.特殊情况下为圆(当a=b,φ=(k+1/2)π,其中K=0,1,2…)和直线(当φ=kπ,其中k=0,1,2,…).     

抛物线外切三角形的外接圆

任意一条抛物线Г必交于无穷远直线(?)_∞上一点P_∞,Г的外切三角形分两种情形:(一)三个切点P_1,P_2,P_3都是有限点,过此三点的切线组成△ABC(如图1),也可以看作抛物线Г旁切于△ABC(如图2),实质是相同的.     

f_1(x,y)+λf_2(x,y)=0方程应用中几种错误的剖析

我们都知道 ,若有曲线Ｃ1:ｆ1(ｘ ,ｙ) =0 ,Ｃ2 :ｆ2 (ｘ ,ｙ) =0 ,则方程 ｆ1(ｘ ,ｙ) +λｆ2(ｘ ,ｙ) =0表示通过Ｃ1,Ｃ2 两条曲线交点的曲线系 .人们常用这个曲线系方程来解答有关两曲线交点的问题 .但在使用这个关系式时 ,稍有不慎 ,往往会犯以下几方面的错误 .例 1　求经过两圆ｘ2 + ｙ2 + 2 ｙ - 8=0 ,ｘ2 + ｙ2 - 2 =0的交点的直线方程 .误解　设经过两圆交点的曲线方程是ｘ2 + ｙ2 + 2 ｙ - 8+λ(ｘ2 + ｙ2 - 2 ) =0 ,整理得( 1 +λ)ｘ2 + ( 1 +λ) ｙ2 + 2 ｙ - 2λ - 8=0 .只有当λ =- 1时 ,上述方程才有可能表示直线 ,将λ =- 1…     

几何初步知识

几何基本知识一、直线、射线和线段1.填空。(1)用直尺把两点连接起来,就得到一条( ),它有( )端点。(2)把线段的两端无限延长,就得到一条( ),它( )端点。(3)把线段的一端无限延长,就得到一条( ),它有( )端点。2.以下图 A 点为一个端点,在直线上截取一条2厘米长的线段。     

自然数数列求和的相关习题探讨

在代数(必修本)下册封面上有一自然数平方和1~2+2~2…+n~2=1/6(n+1)(2n+1),该结论在P_(119),例1中用数学归纳法给以证明,P_(124)练习题中用数学归纳法证明:1·2+2·3+3·4+…n(n+1)=(1/3)n(n+ 1)(n+2),P_(124)习题二十三又用数学归纳法证明1~3+2~3+3~3+…+n~3=(1/4)n~2(n+1)~2;1~2+3~2+5~2+…+(2n-1)~2=(1/3)n(4n~2-1),P_(132)复习参考六用数学归纳法证明:1×2×3+2×3×4+3×4×5+…+n(n+1)(n+2)=(1/4)n(n+1)(n+2)(n+3),诸如此类的有关自然数数列求和都是给出了结论,然后用数学归纳法进行证明,不少同学会提出它们作为书皮封面说明是很重要的,那么其结论是怎么来得呢?这是有关自然数数列求和一类公式性的结论,在高考中也曾出现过.例:89年理科第23题是否存在常数a、b、c使得等式:1×2~2+2×3~2+…+n(n+1)~2=(1/12)n(n+1)(an~2+bn+c),对于一切自然数都成立,并证明你的结论.以上所举自然数数列是一类相关习题,下面给出它们结论的证明.(1)1×2+2×3+3×4+n(n+1)=(1/3)n(n+1)(n+2)(2)1×2×3+2×3×4+…+n(n+1)(n+2)=(1/4)n(n+1)(n+2)(n+3)证1:设S=1×2×3+2×3×4+…+n(n+1)(n+2)利用课本错位减法S=1×2×3+2×3×4+3×4×5+…+n(n+1)(n+2)-S=-〔1×2×3+2×3×4+…(n-1)n(n+1)+n (n+1)(n+2)〕0=3×1×2     

浅谈平面曲线的渐近线

现行师范专科学校《数学分析》教材中,对平面曲线的渐近线定义,大致都可叙述为: 当曲线C:y=f(x)上动点p,沿着曲线C无限远移时,若动点P到某直线l:y=kx+b的距离无限趋近于零,称直线1:y=kx+b是曲线C:y=f(x)的渐近线。 在上述用文字定义曲线的渐近线中,没有明确说明曲线C上动点P沿着曲线C无限远移过程中,动点P到直线l的距离是否可以为零,也就是说平面曲线是否能和它的渐近线相交?许多学生在理解这个定义时,往往认为曲线和它的渐近线永远不会相交,加之教材中从例题到习题都是曲线和它的渐近线不相交的情况,这更加深学生的错误认识。 现分析下面三个例子:     

1999年高考解析几何题的另一种解法

１９９９年全国高考数学试题第２４题：如图,给出定点和直线是直线上的动点,的角平分线交于点,求点的轨迹方程,并讨论方程表示的曲线类型与值的关系。该题主要考查的数学方法有消元法、配方法;考查的数学思想有函数与方程的思想、数形结合的思想、分类讨论的思想等;考查的知识有圆锥曲线、直线的主要知识,并联系平面几何中有关角、线段比等知识;考查的能力有求动点轨迹的基本技能和综合运用数学知识解决有关问题的能力。该题标准答案给出了两种解法。解法一是利用角平分线的性质和点在直线上,列出点的参数方程,然后通过消参得到点…     

一个例题的引伸

我们都知道:两条异面直线间距离是两条异面直线所夹公垂线段的长.而两条异面直线的公垂线是与两异面直线都垂直且都相交的直线.在具体的题目中,要作出两条异面直线的公垂线是不易的.从而直接按定义去求两异面直线的距离也就不易.把立体几何课本上的一个例题加以引伸,就可以把上述较难的问题加以转化,从而得到解决这类问题的一个方法.例:已知两条异面直线a、b所成的角为θ,它们的公垂线段AA’的长度为d,在a 、b上分别取点E、F,如图1设A’E=m, AF=n,求EF.(《立本几何》全一册(必修)42页例2).解:略此题解毕,利用原题图形学生很容易看出以下事实.(1)α是过两条异面直线a、b中一条b而与另一条a平行的平面.(2)AA’⊥α EG⊥α,EG可看成是直线a与平面α的距离.(3)AA’是两异面直线a、b的公垂线段,且EG=AA’由以上事实就可以得到:若求两异面直线间距离可转化成过两条异面直线中的一条有一个平面与另一条直线平行.这条直线和这个平面间的距离就是两异面直线间距离.进而再转化成点到平面的距离.下面就几个例题来说明如何应用.例1:如图2:圆柱的底半顶为2,高为4.线段AB=2(2~(1/6).它的两端分别在上下底面圆周上.求AB与圆柱上下底面圆心连线OO’间的距离.解:设过A点的母线交下底面圆周为C 则AC∥OO’∴OO’∥平面     

一道求值题的扩展

求值题灵活多变,不容易掌握其规律,下面对一道求值题作些变化,仅供参考 例已知了x 3y 42 了3x 11y 152一。,求xZ 2y2一422,。,去二一产令汽井子的值。xz y‘ 222一’一“ 解:,.’了x 3y 4: 丫3x 11y 152一。x 3y 42=03x 1 ly 152=O乡·原式- 2又(一粤:):一422 乙1尹 1、。‘,3卜万z,“十气一下万z)“十22“ 乙乙; 当z一。时,无意义 引导学生讨论: 1.若改变已知条件,使结果不变,则有如下几种情形: (1)(x 3y 42)竺 (3x 1 ly 1 52)2=(); (2)一x 3y 421 一3x 1 ly 1 52一(); (3)了x 3y 42 (3x 1 ly 152)2=o; (4)丫x 3y 42 1 3x 1 ly 1521=o; (5…     

用初等变换求几种广义逆矩阵的方法

从文(1)和(2)中,我们知道,对于给定的实数域上m×n阶矩阵A,若有适合Penrose方程:(1)AGA=A;(2)GAG=G;(3)(AG)~T=AG;(4)(GA)~T=GA的全部或一部分条件的n×m阶实矩阵G,都称之为矩阵A的广义逆矩阵。通常把适合Penrose条件{i、j…}(这里{i、j…}是{1),2),3),4)}的一个子集)的所有广义逆矩阵G的集合,记为A{1,j,…}。而且还知道,结果在A{1}中找到一个特殊广义逆A~-就可以写出A{i}的通式G=A~- V(I-AA~-) (I-A~-A)U,U、V任取,同样,如果在A     

米尺下移动双指的定量分析

将左右手食指支撑在水平取向米尺的两端,当两指逐次向中部靠拢时,双指总在米尺的重心处会合,不论双指的起始位置如何,结果总是相同的。解释这一现象的关键,是双指起始点离米尺重心的距离比,正好等于滑动摩擦系数跟静摩擦系数之比(μ_k/μ_s)。理论分析中包含了几点假设:(1)米尺是理想的,即它是准直的,密度分布均匀的,无凹坑的。(2)双指是数学上的点。(8)对于双指,比值μ_k/μ_s=0.80。初始条件(t=0)是:(1)米尺的重心处于坐标x_c=50cm处。(2)指#1(F_1)在坐标x_1=0处,指#2(F_2)位于坐标x_2=70cm处,见图1。根据这些假设和初始条件,可以定量地…     

平面解析几何中求轨迹方程错解举例

由已知曲线求其方程是平面解析几何的一个重要内容,但往往由于问题分析不够透彻而出现错误.现就容易出现的错误试举几例.例1:求与圆x~2+y~2-6x=0外切且与y轴也相切的圆的圆心的轨迹方程.解:设动圆的圆心坐标为P(x,y)因它与y轴相切,设动圆圆心到y轴的距离为d,则|MP|=d+3即(?)两边平方整理得 (1)但若G是以(-1,0)为圆心,半径为1的圆,它满足已知条件,但不是方程(1)的解.可见,如果认为方程(1)是所求轨迹方程是不正确的.错就错在用坐标x表示距离,动圆的位置不仅可以在y轴右方,而且还可以在y轴左方.正确的解法是:     

斐波那契序列与黄金比

在黄金比与斐波那契序列1,1,2,3,5,8,13,21……之中存在一著名的关系(若用F_n表示斐波那契序列第n项),我们可定义这一递归序列为: (1) F_1=1,F_2=1,F_(n 2)=F_(n 1) F_n(n≥1) 这一关系即当n增大时,斐波那契序列中相邻的项F_(n 1)与F_n之比趋向于黄金比,作为丰富高中代数课内容是一极好的课题。     

一个命题的联想、拓广与应用

引 言 在代数中,众所周知有如下命题成立:[原命题]:若 ab=1(a≠-1,b≠-1),则: 1/(1+a)+1/(1+b)=1 (1) a/(1+a)+b/(1+b)=1 (2) 文[1]笔者给出原命题的推广结论:[推广Ⅰ]:若multiply from k=1 to n(x_k)=1,且f(k)=1+x_k+x_kx_(k+1)+…x_kx_(k+1)…x_nx_1x_2…x_(k-2),(f(k)≠0),并设f_v(k)为多项式 f(k)的第i项,则: