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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)
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)