劉新春
許多數學問題常常因為發(fā)現不了隱含條件而無法求解或方法繁復,耗時太多.如能將題目中的各個條件用幾何化、圖表化、代數化、模式化、結論化的形式相互轉化,往往能發(fā)現隱含條件,找到解題思路.下面以解析幾何問題為例說明如何發(fā)現隱含條件.
一、數形結合,巧妙轉化
比較上述兩種解法可知,只有抓住題目中兩個條件的本質屬性——幾何特征——兩直線關于原點對稱這一隱含條件,并用最簡單的數量關系表示,才能快捷地獲得簡單的解題方法和簡明的解題過程.
二、變換圖形,發(fā)現性質
例2 在平面直角坐標是xOy中,點B與點A(-1,1)關于原點0對稱,P是動點,且直線AP與BP的斜率之積等于-(1/3).
(l)求動點P的軌跡方程;
(2)設直線AP與BP分別與直線x=3交于點M與點N,問:是否存在點P使得△PAB與△PMN的面積相等?若存在,求出點P的坐標;若不存在,說明理由.
在上述幾種表征形式中,表征(l)抓住圖形中三角形的邊的特征給出數量關系,最接近題中原始條件,也最容易想到,但計算M,N兩點的縱坐標步驟較繁,運算過程也非常復雜;表征(2)抓住了∠APB =∠MPN這一條件,從角的特征出發(fā),把面積相等表征為三角形邊長的乘積關系,再運用線段在同一條直線上的射影的比值相等,因而思路巧,方法簡,運算少;表征⑶與表征⑴類似;表征(4)抓住圖形的整體特征,充分運用B點是AD的中點條件,從兩個三角形的面積相等關系挖掘出P點為△ADN的重心這一隱含條件,題目中條件的本質屬性更加凸顯.
三、特殊引路,直覺猜想
例3 如圖,在平面直角坐標系xOy中,已知圓O:x2+y2=4,F(O,2),點A,B是圓O上的動點,且FA·FB =4,是否存在與動直線AB恒相切的定圓?若存在,求出該圓的方程;若不存在,請說明理由.
分析 直覺告訴我們,若定圓存在,應與圓心O或定點F有關.因為A,B是動點,若取FA =l,FB=4,可知∠FAB=90。.點F到AB的距離為1,點O到AB的距離為1/2(中位線).再令FA =FB =2,可算得點F和點O到AB的距離均為1.合情猜想,點F到AB的距離為定值1.換句話說,AB與以點F為圓心,1為半徑的圓相切.這就是本題中的核心隱含條件.如何證明?聯想FA.FB=4、三角形的面積公式、余弦定理等條件可得以下證明:
作FH⊥AB于點H,連結OA,OB.設△ABF的面積為S.
本題的求解思路其關鍵是通過直覺判斷、特殊引路、合情猜想、推理論證等環(huán)節(jié)發(fā)現并證明隱含條件“定點到直線的距離為定值1”.可從上述探究過程中體會如何探索幾何圖形的本質特征.
四、抓住“有界”,化隱為顯
在求解解析幾何問題時,經常會運用圖形特征中的限制條件,如圓上兩點的距離范圍,橢圓、雙曲線、拋物線上點的坐標的限制條件,求離心率或其他參數的范圍等問題.解析幾何問題中的隱含條件首先是圖形中隱含的幾何特征,抓住最本質的幾何特征,就能發(fā)現隱含條件.其次是尋找同一個幾何特征的不同數量關系,有些是顯而易見的,有些是深藏不露的,需要我們去發(fā)現.