一题通则万题通

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  题目千千万,做题是永远做不完的,因而,让学生善于总结,教给学生学会解一题会解一类题是数学教学中的重要任务。
  例题:求证:抛物线C:y=-1上不存在关于直线l:x+y=0对称的两点。
  证明(反证法):设抛物线上存在关于直线l:x+y=0对称的两点,记为A(x1,y1),B(x2,y2),AB的中点为C(x0,y0)
  设直线AB的方程为y=x+a,代入y=-1,
  得x2-2x-2-2a=0……①
  由△>0解得a>-……②
  由x1+x2=2,y1+y2=2+2a
  ∴C(1,1+a),因C(1,1+a)在x+y=0上
  ∴1+1+a=0∴a=-2 ……③
  ②与③矛盾
  ∴抛物线y=-1上不存在关于直线x+y=0对称的两点。
  变式1:若抛物线y=-1上存在两点A,B关于直线x+y=a对称,求a的范围。
  解:设直线AB的方程为y=x+b,代入y=-1得
  x2-2x-2-2b=0
  △=4+8(1+b)>0 ……①
  设A(x1,y1),B(x2,y2),AB中点M(x0,y0)
  则x0==1,y0==1+b
  ∴点M的坐标为(1,1+a)
  又∵点M(x0,y0)在直线x+y=a上
  ∵1+1+b+a ∴b=a-2 ……②
  把②代入①得4+8(1+a-2)>0,解得a>
  所以a的取值范围为(,+∞)。
  变式2:若椭圆+=1上存在两点A,B关于直线l:y=x+m对称,求m的范围。
  同理可解得m的取值范围是 。
  变式3:若改为双曲线-=1呢?(留给大家一起解答)
  变式4: 若抛物线y=ax2-1上存在两点A,B关于直线l:x+y=0对称,求a的范围。
  解:设直线AB的方程为y=x+b,代入y=ax2-1,得ax2-x-b-1=0,
  △=1+4a(b+1)>0……①
  设A(x1,y1),B(x2,y2),AB中点M(x0,y0)
  则x0==,y0==+b,
  ∵点M(x0,y0)在直线l上
  ∴++b=0, 即b=-……②
  把②代入①得1+4a(-+1)>0 解得a>
  ∴a的取值范围为(,+∞)。
  这类题型的常规解法是“判别式”法,若曲线上存在两点关于直线对称,那么这两点的直线方程设为:y=x+m,然后直线方程与曲线方程联立方程组,消去变量 (或x)得到一个关于x(或y)的一元二次方程,利用中点在直线y=kx+b上x和方程有两个根(即其“判别式大于零”)使问题得以解决。
  例题:若|a|<1,|b|<1,求证:<1。
  证明:要证<1
  即证:<1
  即证:a2+b2+2ab<1+a2b2+2ab
  即证:a2+b2-1-a2b2<0
  即证:a2(1-b2)+(b2-1)<0
  即证:(b2-1)(a2-1)>0 ……①
  ∵|a|<1,|b|<1
  ∴a2<1,b2<1
  ∴b2-1<0,a2-1<0
  ∴(b2-1)(a2-1)>0
  ∴原不等式成立。
  变式1:若|a|<1,|b|<1,则<1成立吗?
  解析:成立,只要把b代换-b,即成了和例题一样的结论,体现了代数中“代”的本质。
  变式2:若|a|>1,|b|>1,则<1成立吗?为什么?
  解析:成立,由例题的解答过程可知,<1成立的一个充分条件是(b2-1)(a2-1)>0
  而当|a|>1,|b|>1时,(b2-1)(a2-1)>0显然成立,
  所以<1也是成立的。
  (作者单位:江西省赣县中学)
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