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      閑看問題如臨花照水,巧借參數(shù)似云卷云舒

      2015-12-29 00:00:00劉勤何長林

      題海茫茫,卷帙浩繁. 對于某些疑難問題,看之如臨花照水,這時我們不妨巧借參數(shù),就會發(fā)現(xiàn)解題似云卷云舒,并樂在其中. 這樣的例子很多,本文主要通過幾個例子來研究參數(shù)在解決疑難問題過程中的應(yīng)用.

      巧借參數(shù),便于運(yùn)算,妙釋疑難

      例1 已知x,y,z>0,且lgx+lgy+lgz=0,求x·y·z的值. (選自高三考試題)

      解析:由lgx+lgy+lgz=0

      lg(xyz)=0

      xyz=1.

      設(shè)x·y·z=t,①

      將①式兩邊同取以10為底的對數(shù)得

      lgx·y·z=lgt

      lgx+lgy+lgz=lgt

      +lgx++·lgy++lgz=lgt

      +++++=lgt

      logyx+logzx+logzy+logxy+logxz+logyz=lgt

      logy(xz)+logz(xy)+logx(yz)=lgt.②

      由xyz=1得到xz=,xy=,yz=,代入②得到

      logy+logz+logx=lgt

      (-1)+(-1)+(-1)=lgt

      lgt=-3=lg10-3

      t=10-3=,

      即x·y·z=t=.

      點(diǎn)評:本題化簡x·y·z較為復(fù)雜,我們通過引入?yún)?shù)t,將式子x·y·z設(shè)為t,,將題目中要求的值轉(zhuǎn)化為求t的值,而等式x·y·z=t是較為容易化簡的,只需將等式兩邊同取對數(shù),容易算出t=10-3=,于是得到結(jié)果. 本題通過巧借參數(shù)t使式子x·y·z便于運(yùn)算.

      巧借參數(shù),利用意義,妙釋疑難

      例2 如圖1,在平面直角坐標(biāo)系xOy中,一單位圓的圓心的初始位置在(0,1),此時圓上一點(diǎn)P的位置在(0,0),圓在x軸上沿正向滾動.當(dāng)圓滾動到圓心位于(2,1)時,的坐標(biāo)為___________.(2012山東高考(文)16)

      圖1

      解析:如圖1所示設(shè)Q(2,1),Q在x軸的射影為B,設(shè)PB弧長為l,過點(diǎn)Q且平行與x軸的直線QM交圓Q右側(cè)于M點(diǎn),設(shè) ∠PQM=θ,此時圓Q:(x-2)2+(y-1)2=1. 由題意知 l=OB=2,則∠PQB==2,則∠PQM=θ=-2,對于圓Q:(x-2)2+(y-1)2=1上點(diǎn)P(x,y),由圓的參數(shù)方程的幾何意義知x=2+cosθ,y=1+sinθ,

      即x=2+cos-2=2-sin2,y=1+sin-2=1-cos2,

      所以=(2-sin2,1-cos2).

      點(diǎn)評:本題先利用弧長公式得到∠PQB==2,再由圓的參數(shù)方程的幾何意義知圓Q上點(diǎn)P(x,y)滿足x=2+cosθ,y=1+sinθ, ①將θ的值代入①化簡即可求出P的坐標(biāo),進(jìn)而可以求出的坐標(biāo),因此解決本題的關(guān)鍵是巧借參數(shù)θ,利用參數(shù)θ的幾何意義解題.

      巧借參數(shù),減少變量,妙釋疑難

      例3 已知P(x,y)是橢圓+=1上的點(diǎn),求x+y的取值范圍. (選自高三考試題)

      解析:本題采用三角換元

      令x=3cosθ,y=sinθ,則x+y=3cosθ+sinθ=·sinθ+=2·sinθ+∈[-2,2].

      點(diǎn)評:本題通過三角換元的方法巧借參數(shù)θ,于是我們將含兩個變量x和y的式子x+y變?yōu)楹粋€變量θ的式子3cosθ+sinθ,從而減少未知量的個數(shù),使式子便于處理.

      巧借參數(shù),方可運(yùn)算,妙釋疑難

      例4 已知圓C:x2+y2=9,點(diǎn)A(-5,0),直線l:x-2y=0. 在直線OA上(O為坐標(biāo)原點(diǎn)),存在定點(diǎn)B(不同于點(diǎn)A),滿足:對于圓C上任一點(diǎn)P,都有為一常數(shù),試求所有滿足條件的點(diǎn)B的坐標(biāo). (江蘇模擬考試)

      解析:設(shè)P(3cosθ,3sinθ),B(x0,0),設(shè)=λ,則?坌θ∈R,

      =λ成立

      ?坌θ∈R,

      =λ成立

      ?坌θ∈R,9-6x0cosθ+x20=30λcosθ+34λ成立

      ?坌θ∈R,(30λ+6x0)cosθ+34λ-x20-9=0成立

      30λ+6x0=0,34λ-x20-9=0,

      x0=-5,λ=1,(不合題意,舍去)或x0=-,λ=,

      所以B的坐標(biāo)為-,0.

      點(diǎn)評:本題得到為一常數(shù),為了讓上式可以運(yùn)算下去,我們通過引入?yún)?shù)λ,構(gòu)造一個恒等式,從而求出B的坐標(biāo). 因此本題是通過巧借參數(shù),讓題目可以運(yùn)算下去.

      巧借參數(shù),得到關(guān)系,妙釋疑難

      例5 已知橢圓+=1以及點(diǎn)D(2,1),過D任意引直線l交橢圓與A,B兩點(diǎn),求線段AB中點(diǎn)M的軌跡方程. (選自高三考試題)

      解析:由題意設(shè)點(diǎn)M(x,y),

      (1)當(dāng)l的斜率存在時,設(shè)經(jīng)過點(diǎn)D(2,1)的直線l的方程為:

      y-1=k(x-2),

      即y=kx+1-2k.

      將y=kx+1-2k與+=1聯(lián)立,

      +=1,y=kx+1-2k,

      +=1

      +=1

      +x2+x+-1=0

      x==-

      x=- ①(此時x表示點(diǎn)M(x,y)的橫坐標(biāo)).

      又點(diǎn)M(x,y)在直線l:y-1=k(x-2)上,

      所以k=,②

      將②代入①,

      x=-

      4x+9x=-9+18·

      4x+9+9(x-2)=0

      4x+9+9=0

      4x(x-2)+9(y-1)+9(y-1)2=0

      4(x2-2x)+9(y2-y)=0

      4(x-1)2+9y-=

      +=(x≠2). ③

      (2)當(dāng)l的斜率不存在時M(2,0)在③上,符合題意.

      綜合(1)(2)知線段AB中點(diǎn)M的軌跡方程為+=.

      點(diǎn)評:本題要求線段AB中點(diǎn)M的軌跡方程,因此設(shè)出點(diǎn)M(x,y),尋找x與y的關(guān)系即可.

      我們通過巧借l的斜率k來聯(lián)系x與y,消去k即可得到x與y的關(guān)系.

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