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数学题浩如烟海,我们不可能把所有题都做到,与其做很多题,不如把一道题做透,用不同的方法解决同一道题,对解题者的思维锻炼效果极佳.下面这道高考题我就找到了这么几种解法,拿出来和大家一起分享,也请大家不吝赐教.
例 (2009年广东卷21题)已知曲线Cn:x2-2nx+y2=0(n=1,2,…),从点P(-1,0)向曲线Cn引斜率为Kn(Kn>0)的切线ln,切点为Pn(xn,yn).求数列{xn}与{yn}的通项公式.
分析 以数列的形式出现,实质是从曲线外一点向曲线引切线,求切点坐标问题.
思路一 方程思想,建立关于未知量xn,yn的方程组.
因为点(xn,yn)在曲线Cn上,满足Cn的方程,可得
x2n-2nxn+y2n=0.①
由x2-2nx+y2=0求导,可得y′x=n-xy.
有Kn=n-xnyn,由切线ln过点P(-1,0)和Pn(xn,yn),有Kn=yn1+xn,得方程
n-xnyn=yn1+xn.②
联立①②,解得xn=nn+1,yn=nn+12n+1,n∈N+.
思路二 求交点、切点,即直线与曲线的交点.
设ln:y=Kn(x+1),联立x2-2nx+y2=0,消y,得
(1+K2n)x2+(2Kn-2n)x+k2n=0.
因为直线与曲线相切,则
Δ=(2Kn-2n)2-4K2n(1+K2n)=0,解得Kn=n2n+1.
这时,xn=n-K2n1+K2n=nn+1,yn=Kn(xn+1)=nn+12n+1.
思路三 数形结合,挖掘曲线的几何特征.曲线Cn配方,得(x-n)2+y2=n2是以C(n,0)为圆心,n为半径的圆,从点P(-1,0)向上半圆引切线(斜率Kn>0),求切点坐标.
由PPn⊥CPn知Kn•KCPn=1,得方程
ynxn+1•ynxn-n=-1.①
由点Pn(xn,yn)在曲线Cn上,得方程
x2n-2nxn+y2n=0.②
联立①②,解得xn=nn+1,yn=nn+12n+1.
思路四 公式法.套用切线方程公式,过切点(xy,yn)的切线方程为xnx-n(xn+x)+yny=0.
将P(-1,0)代入,得-xn-n(xn-1)=0,解得xn=nn+1.
将xn=nn+1代入曲线Cn的方程,解得yn=nn+12n+1.
一题多解乐趣多,每找到一种不同的解法就会让解题者思维豁然开朗一次,成功所带来的喜悦更是美妙无比,让人流连忘返.一道题用不同的方法解,每得到一种解法,所带来的成功感是成几何级数成长的.一题找到十种解法,和解决十道不同的题,快乐不可同日而语.
一题多解锻炼人.为了找不同的解法,我们需要做很大的努力,查找很多资料,在这个过程中,对自己的知识体系也是一个梳理的过程,各种相关知识被分门别类、脉络清晰地在大脑中二次加工,知识在不知不觉中得到自然的升华.
数学学习就应该这样,不应该为了解题而解题,每道题目就是一个小小的数字游戏,只有我们全盘掌握了规则,才能从游戏中体会到乐趣.
这道题我想到了这么多种解法,相信还有其他更多的解法没有被我发掘到,聪明的读者,您能否再找到其他的解法呢?
注:本文中所涉及到的图表、注解、公式等内容请以PDF格式阅读原文
例 (2009年广东卷21题)已知曲线Cn:x2-2nx+y2=0(n=1,2,…),从点P(-1,0)向曲线Cn引斜率为Kn(Kn>0)的切线ln,切点为Pn(xn,yn).求数列{xn}与{yn}的通项公式.
分析 以数列的形式出现,实质是从曲线外一点向曲线引切线,求切点坐标问题.
思路一 方程思想,建立关于未知量xn,yn的方程组.
因为点(xn,yn)在曲线Cn上,满足Cn的方程,可得
x2n-2nxn+y2n=0.①
由x2-2nx+y2=0求导,可得y′x=n-xy.
有Kn=n-xnyn,由切线ln过点P(-1,0)和Pn(xn,yn),有Kn=yn1+xn,得方程
n-xnyn=yn1+xn.②
联立①②,解得xn=nn+1,yn=nn+12n+1,n∈N+.
思路二 求交点、切点,即直线与曲线的交点.
设ln:y=Kn(x+1),联立x2-2nx+y2=0,消y,得
(1+K2n)x2+(2Kn-2n)x+k2n=0.
因为直线与曲线相切,则
Δ=(2Kn-2n)2-4K2n(1+K2n)=0,解得Kn=n2n+1.
这时,xn=n-K2n1+K2n=nn+1,yn=Kn(xn+1)=nn+12n+1.
思路三 数形结合,挖掘曲线的几何特征.曲线Cn配方,得(x-n)2+y2=n2是以C(n,0)为圆心,n为半径的圆,从点P(-1,0)向上半圆引切线(斜率Kn>0),求切点坐标.
由PPn⊥CPn知Kn•KCPn=1,得方程
ynxn+1•ynxn-n=-1.①
由点Pn(xn,yn)在曲线Cn上,得方程
x2n-2nxn+y2n=0.②
联立①②,解得xn=nn+1,yn=nn+12n+1.
思路四 公式法.套用切线方程公式,过切点(xy,yn)的切线方程为xnx-n(xn+x)+yny=0.
将P(-1,0)代入,得-xn-n(xn-1)=0,解得xn=nn+1.
将xn=nn+1代入曲线Cn的方程,解得yn=nn+12n+1.
一题多解乐趣多,每找到一种不同的解法就会让解题者思维豁然开朗一次,成功所带来的喜悦更是美妙无比,让人流连忘返.一道题用不同的方法解,每得到一种解法,所带来的成功感是成几何级数成长的.一题找到十种解法,和解决十道不同的题,快乐不可同日而语.
一题多解锻炼人.为了找不同的解法,我们需要做很大的努力,查找很多资料,在这个过程中,对自己的知识体系也是一个梳理的过程,各种相关知识被分门别类、脉络清晰地在大脑中二次加工,知识在不知不觉中得到自然的升华.
数学学习就应该这样,不应该为了解题而解题,每道题目就是一个小小的数字游戏,只有我们全盘掌握了规则,才能从游戏中体会到乐趣.
这道题我想到了这么多种解法,相信还有其他更多的解法没有被我发掘到,聪明的读者,您能否再找到其他的解法呢?
注:本文中所涉及到的图表、注解、公式等内容请以PDF格式阅读原文