对一道直线族包络试题的探究

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  2014年高中数学联赛安徽初赛第7题:设动点P(t,0),Q(1,t),其中参数t∈[0,1],求线段PQ扫过的平面区域的面积.
  设线段PQ扫过的平面区域为G,点P在x轴上运动,点Q在直线x=1上运动,所以x轴和直线x=1是区域G的边界,解决问题的关键是获得区域G的其他边界.既然是区域边界,必然可以用关于x,y的不等式表示.所以可以考虑使用不等式消去t.
  解法一:直线PQ的方程为t(x-t)-(1-t)=0,参数t∈[0,1].
  以上三种解法关键都在于求出直线族的包络曲线方程,解法一需要一定的不等式技巧,解法二最简短,但是如果曲线族方程不是关于t的二次式,要解析“包络上任意一点使关于t的方程f(x,y,t)=0有且只有一解”就有一定的难度,解法一和二相对初等,而解法三需要用到极限思想或者导数知识.
  在日常教学和解题过程中,有很多试题让我们有“感觉”,如果深入剖析,持续不断地思考,就必将可以使我们对问题有更深刻的认识,使思维得到历练.以上是笔者在探究本文问题过程中的感受.
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