湖北省宜昌市第九中學(xué)
竇正安 (郵編:443000)
分類討論思想是數(shù)學(xué)中重要的思想方法之一,對(duì)于增強(qiáng)學(xué)生邏輯思維的嚴(yán)密性大有裨益.在若干數(shù)學(xué)問題中,動(dòng)點(diǎn)問題因常伴有分類討論而成為學(xué)生們的一大困惑.在分類討論時(shí)如何才能做到不重不漏呢?筆者擷取幾例加以剖析,以饗讀者.
解題思路運(yùn)用幾何性質(zhì)確定動(dòng)點(diǎn)位置的關(guān)鍵是能根據(jù)幾何性質(zhì)分析出動(dòng)點(diǎn)所在的軌跡,畫出軌跡便可找出點(diǎn)的位置.
圖1
(1)求M、N兩點(diǎn)的坐標(biāo);
簡解(1)M(3,0),N(0,4);
圖2
當(dāng)點(diǎn)P在直線MN的下方時(shí),用上述的方法同理可求得P3(0,0).
解題思路畫“趨勢(shì)線”確定動(dòng)點(diǎn)位置的基本做法就是讓動(dòng)點(diǎn)在其軌跡上動(dòng)起來,畫出對(duì)應(yīng)的趨勢(shì)線,有幾種情況便一目了然了.
圖3
例2如圖3,已知拋物線y=-x2+bx+c與一直線相交于A(-1,0),C(2,3)兩點(diǎn),與y軸交于點(diǎn)N.其頂點(diǎn)為D.
(1)拋物線及直線AC的函數(shù)關(guān)系式;
(2)若拋物線的對(duì)稱軸與直線AC相交于點(diǎn)B,E為直線AC上的任意一點(diǎn),過點(diǎn)E作EF∥BD交拋物線于點(diǎn)F,以B、D、E、F為頂點(diǎn)的四邊形能否為平行四邊形?若能,求點(diǎn)E的坐標(biāo);若不能,請(qǐng)說明理由.
分析根據(jù)題意分析出EF=BD是解決第(2)題的基礎(chǔ),而能否正確寫出EF的長度表達(dá)式是本題的關(guān)鍵.
簡解(1)拋物線的函數(shù)解析式為:y=-x2+2x+3,直線AC的函數(shù)關(guān)系式為:y=x+1;
(2)易求D(1,4)、B(1,2),則BD=2,由題意知:EF=BD=2,設(shè)E(n,n+1),則F(n,-n2+2n+3),
當(dāng)E在F點(diǎn)的上方時(shí),
當(dāng)E在F點(diǎn)的下方時(shí),
EF=(-n2+2n+3)-(n+1)=-n2+n+2=2,
解之得:n1=0,n2=1(舍),此時(shí)n+1=1,
故E(0,1);
點(diǎn)評(píng)本題的關(guān)鍵是E點(diǎn)和F點(diǎn)的上下位置不確定,如果能畫出E點(diǎn)在直線AB上運(yùn)動(dòng)時(shí)對(duì)應(yīng)的EF的趨勢(shì)線,便會(huì)直觀地發(fā)現(xiàn)E、F上下位置的不同情況,同時(shí)結(jié)合EF=2也可以直觀地發(fā)現(xiàn)一共有3種情況,對(duì)于計(jì)算的最終結(jié)果給予了最直觀的印證.
解題思路運(yùn)用數(shù)形結(jié)合的思想以數(shù)解形,即把幾何問題代數(shù)化,從而避免分類的不完整,彌補(bǔ)思維上的缺失.
例3同例2
分析在上題中根據(jù)題意易知EF=BD=2.如果我們忽視了E、F的上下位置,那么怎樣做才能彌補(bǔ)思維的缺失呢?很簡單,只要在求EF表達(dá)式的時(shí)候加上絕對(duì)值就不會(huì)漏解了.
簡解由題意知:EF=BD=2,
設(shè)E(n,n+1),則F(n,-n2+2n+3),
則EF=|(n+1)-(-n2+2n+3)|=|n2-n-2|=2,
所以n2-n-2=2或n2-n-2=-2,
點(diǎn)評(píng)我國著名數(shù)學(xué)家華羅庚曾說過:“數(shù)缺形時(shí)少直觀,形少數(shù)時(shí)難入微”.本題若從代數(shù)的角度考慮問題,則無需討論E、F兩點(diǎn)的上下位置,只需在求EF的表達(dá)式時(shí)加上絕對(duì)值,便可回避因忽視兩點(diǎn)上下位置而漏解的錯(cuò)誤.正可謂:形有數(shù)時(shí)可入微!