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1、直線和圓的易錯(cuò)題剖析
例題1、求過點(diǎn)且與兩坐標(biāo)所圍成的三角形面積為4的直線方程。
錯(cuò)解:設(shè)所求直線方程為。
∵在直線上,∴, ①
又,即 , ②
由①、②得,故所求直線方程為。
剖析:本題的“陷阱”是直線與兩坐標(biāo)軸所圍成的三角形面積的表示。上述解法中, 由
于對(duì)截距概念模糊不清,誤將直線在x軸和y軸上的截距作距離使用而掉入“陷 阱”。事實(shí)上,直線與兩坐標(biāo)軸所圍成的三角形面積為,而不是。
故所求直線方程應(yīng)為:
,或或。
例題2、求過點(diǎn)且與x軸的交點(diǎn)到的距離是的直線方程。
錯(cuò)解:設(shè)直線斜率為k,其方程為,
2、 則與x軸的交點(diǎn)為,
∴,解得。
故所求直線的方程為。
剖析:題中僅考慮了斜率存在的情況,忽視了斜率不存在的情況,即經(jīng)過A且垂直于x 軸的直線,落入“陷阱”。其實(shí)也符合題意。
例題3、求過點(diǎn)且橫、縱截距相等的直線方程。
錯(cuò)解:設(shè)所求方程為,將代入得,
從而得所求直線方程為。
剖析:上述錯(cuò)解所設(shè)方程為,其中不含橫、縱截距為0的特殊情形,事實(shí)上, 橫、縱截距為0且過點(diǎn)的直線 也符合條件。
例題4、已知圓的方程為,一定點(diǎn)為,要使過A點(diǎn)作圓的切線有兩條,求的取值范圍。
錯(cuò)解:將圓的方程
3、配方得: ,
∵其圓心坐標(biāo)為C(-,-1),半徑r =。
當(dāng)點(diǎn)A在圓外時(shí),過點(diǎn)A可作圓的兩條切線,則 。
即 >。即,解得。
剖析:本題的“陷阱”是方程表示圓的充要條件,上述解 法僅由條件得出,即,卻忽視了的另一制約條件
。事實(shí)上,由及可得的取值范圍是
()。
例題5、已知直線與曲線有兩個(gè)公共點(diǎn),求實(shí)數(shù)的取值范圍。
錯(cuò)解:由,消去得:。 ( * )
∵ 與曲線C有兩個(gè)公共點(diǎn), ∴ ,
解得-<b<
剖析:上述解法
4、忽視了方程y =中y ≥ 0 ,- 1 ≤ x ≤ 1這一限制條件, 得出了錯(cuò)誤的結(jié)論。
事實(shí)上,曲線C和直線L有兩個(gè)公共點(diǎn)等價(jià)于方程(*)有兩個(gè)不等的非負(fù)實(shí)根。
,解得1≤ b ≤。
例題6、等腰三角形頂點(diǎn)是,底邊的一個(gè)端點(diǎn)是,求另一個(gè)端點(diǎn)C的軌跡方
程。
錯(cuò)解:設(shè)另一個(gè)端點(diǎn)的坐標(biāo)為,依題意有:
=,即:=
∴ ,即為C點(diǎn)的軌跡方程。
這是以A(4,2)為圓心、以為半徑的圓。
剖析:因?yàn)锳、B、C三點(diǎn)為三角形三個(gè)頂點(diǎn),所以A、B、C三點(diǎn)不共線,即B、C不能 重合,且
5、不能為圓A一直徑的兩個(gè)端點(diǎn),這正是解題后沒有對(duì)軌跡進(jìn)行檢驗(yàn),出 現(xiàn)增解,造成的解題錯(cuò)誤。
事實(shí)上,C點(diǎn)的坐標(biāo)須滿足,且,
故端點(diǎn)C的軌跡方程應(yīng)為(。
它表示以(4,2)為圓心,以為半徑的圓,除去(3,5)(5,-1)兩點(diǎn)。
例題7、求的最大值和最小值,使式中滿足約束條件:
錯(cuò)解:作出可行域如圖1所示,過原點(diǎn)作直線L0:3 x + 5 y = 0 。
由于經(jīng)過B點(diǎn)且與L0平行的直線與原點(diǎn)的距離最近,
故在B點(diǎn)取得最小值。解方程組,
得B點(diǎn)坐標(biāo)為(3,0),∴ 。
由于經(jīng)過A點(diǎn)且與L0平行的直線與原點(diǎn)的距離最大,
6、
故z = 3x + 5y在A點(diǎn)取得最大值。
解方程組,得A點(diǎn)坐標(biāo)為(,)。
∴ 。
剖析:上述解法中,受課本例題的影響,誤認(rèn)為在對(duì)過 原點(diǎn)的直線L0的平行移動(dòng)中,與原點(diǎn)距離最大的 直線所經(jīng)過的可行域上的點(diǎn),即為目標(biāo)函數(shù)Z取 得最大值的點(diǎn)。反之,即為Z取得最小值的點(diǎn), 并把這一認(rèn)識(shí)移到不同情況中加以應(yīng)用,由此造
7、 成了解題失誤。
事實(shí)上,過原點(diǎn)作直線L0:3x + 5y = 0,由于使 的區(qū)域?yàn)橹本€L0的
右上方,而使z = 3x + 5y < 0的區(qū)域?yàn)長(zhǎng)0的
左下方。由圖知應(yīng)在A點(diǎn)取得最大值,在C點(diǎn)取得最小值。
解方程組,得C(-2,-1)。
∴ z最?。?(-2)+5(-1)= -11。
例8、已知曲線C:與直線L:僅有一個(gè)公共點(diǎn),求m的范圍。
錯(cuò)解:曲線C:可化為(1),聯(lián)立,得:
,由Δ=0,得。
剖析:方程(1)與原方程并不等價(jià),應(yīng)加上。
8、故原方程的對(duì)應(yīng)曲線應(yīng)為橢圓的上半部分。(如
圖),結(jié)合圖形易求得m的范圍為
。
在將方程變形時(shí)應(yīng)時(shí)時(shí)注意范圍的變化,這樣才不 會(huì)出錯(cuò)。
例9、設(shè)雙曲線的漸近線為:,求其離心率。
錯(cuò)解:由雙曲線的漸近線為:,可得:,從而
剖析:由雙曲線的漸近線為是不能確定焦點(diǎn)的位置在x軸上的,當(dāng)焦點(diǎn)的位 置在y軸上時(shí),,故本題應(yīng)有兩解,即:或。
例10、直線L:與圓O:相交于A、B兩點(diǎn),當(dāng)k變動(dòng)時(shí),弦AB 的 中點(diǎn)M的軌跡方程。
錯(cuò)解:易知直線恒過定點(diǎn)P(5,0),再由,得:
∴,整理得:.
剖析:求動(dòng)點(diǎn)軌跡時(shí)應(yīng)注意它的完備性與純粹性。本題中注意到點(diǎn)M應(yīng)在圓內(nèi),故易求 得軌跡為圓內(nèi)的部分,此時(shí)。