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【摘 要】在圆锥曲线的学习中,许多学生发现有不少难点,很容易丢分,究其原因,主要是许多易错点学生没有弄清。具体而言,主要集中与对三种圆锥曲线的定义要求、焦点位置、方程条件和隐藏条件、图形范围以及直线与其交点问题中,极易产生误区。因此,本文作了一些必要的归纳和总结,以提醒大家注意,争取减少失误。
【关键词】易错点;限制条件;焦点位置;隐含条件;一个公共点的特殊情况
在学习新教材选修2-1中的圆锥曲线内容时,学生感觉还是比较困难,通过对学生的调查了解,主要有两个方面的问题,一是此部分涉及的计算量比较大;二是有许多易错的地方会使学生不小心掉入陷阱。对于第一个问题,大家的共识是只有做题时养成不“跳步”的习惯、计算时能注意掌握一些解题技巧,就可以解决;对于第二个问题,大家感觉还是比较头疼。为了更好的帮助大家解决这个问题,我们进行了如下的归纳和总结。
一、在对椭圆的学习中,要注意以下易错点:
1、注意椭圆定义的限制条件。
问题1.若方程表示椭圆,求实数k的取值范围。
错解:实数k的取值范围是(5,7)。
正解:且,实数k的取值范围是。
分析:此题要考察的是对椭圆的标准方程的理解,错解中忽略了椭圆的标准方程中的限制条件:a>b>0, 因为当a=b>0是方程表示圆,而不是椭圆。可见,准确的理解椭圆的定义,注意定义中的限制条件,对于避免和减少解题过程的失误,保证解题的正确性很重要。
2、注意椭圆焦点位置的讨论。
问题2.已知椭圆的标准方程为并且焦距为6,求实数m的值。
错解:由椭圆的标准方程知
,
。
正解:
1)当椭圆的焦点在x轴上时,由椭圆的标准方程知
,
;
2)当椭圆的焦点在y轴上时,由椭圆的标准方程知,,,又;故或。
分析:当椭圆的焦点位置不确定时,求椭圆的标准方程需要进行分类讨论,而错解中忽略了对椭圆的焦点位置的讨论。可见,涉及圆锥曲线方程的问题,如果没有指明焦点所在的位置,一般都会有两种可能的情况,不能顺着思维的定式,想当然地认为焦点在x轴上或y轴上去求解。
3、注意椭圆的范围的讨论。
问题3.设椭圆的中心是坐标原点,长轴在x轴上,离心率,已知点到椭圆的最远距离是,求椭圆的标准方程。
错解:设椭圆方程为
,
则,,
即.设椭圆上的点到P点距离为d,
则
.
当时,有最大值,从而也有最大值,
,
所求椭圆的标准方程为.
正解:设椭圆方程为,
则,,
即.设椭圆上的点到P点距离为d,
则
.
若,则当时,有最大值,从而d有最大值,于是,从而解得与矛盾。
必有,此时当时,有最大值,从而d也有最大值,,所求椭圆的标准方程为.
分析:在错解中“当时,有最大值”这一步的推理有问题,没有考虑椭圆方程中的取值范围。仔细思考,由于点在椭圆上,所以有,因此在求的最大值时,要分类讨论。
二、在对双曲线的学习中,要注意以下易错点:
1.注意双曲线定义的限制条件。
问题1.已知,,动点P满足,当a为3和5时,P点的轨迹分别是( )
A.双曲线和一条直线;B. 双曲线和一条射线;C.双曲线的一支和一条直线;D.双曲线的一支和一条射线;
错解:10,当时,,故P点的轨迹为双曲线;当时,10,故P点的轨迹为一条射线。故选B.
正解:,而不是,当时,,故P点的轨迹为双曲线的一支;当时,10,故P点的轨迹为一条射线。故选D.
分析:错解中忽略了双曲线定义中的限制条件是“差的绝对值”,因此,当时,P点的轨迹为双曲线的右支。大家解题时要注意:当,即时,P点的轨迹是双曲线,其中,取正号时为双曲线的右(上)支,取负号时为双曲线的左(下)支;当时,P点的轨迹是分别以点或为端点的两条射线;当时,P点的轨迹不存在。
注意方程表示双曲线的条件问题。
问题2.若方程表示双曲线,求实数m的取值范围。
错解:。
正解:或
分析:错解中只考虑了双曲线焦点在x轴的情况,忽略了焦点在y轴的情况,与椭圆中类似,在不确定焦点位置时,需要分类讨论。
3、注意双曲线中的隐含条件问题。
问题3.已知P是双曲线上一点,,是双曲线的左右焦点,且,求的值。
错解:,
且,.
正解:10由双曲线的图形可得点P到右焦点的距离.又,且,(舍去)或.
分析:错解中忽略了双曲线中的一个隐含条件,即双曲线上的点到任一焦点的距离都大于等于,从而两解中要舍去不满足要求的那个。这是许多学生解题中容易出错的地方。
4、注意双曲线的焦点位置的讨论。
问题4.已知双曲线的渐近线方程是,焦距为,求双曲线的标准方程。
错解:双曲线标准方程为:。
正解:1)当双曲线的焦点在x轴上时,
双曲线标准方程为:;
2)当双曲线的焦点在x轴上时,
双曲线标准方程为:;
故所求双曲线的标准方程为:或
分析:这里错解的原因还是没有弄清双曲线的焦点在哪个轴上,需要注意的是:当焦点在x轴上时,
渐近线方程为:;当焦点在y轴上时, 渐近线方程为:。
5、注意直线与双曲线有一个公共点的特殊情况。
问题5:已知过点P(1,1)的直线与双曲线只有一个公共点,求直线的斜率的取值。
错解:由题意,则:,
有:
。
正解:由题意,则:,
有:
若,此时,直线与双曲线的渐近线平行,直线与双曲线只有一个公共点;
若,则
综上可知,直线的斜率为。
分析:错解的原因是忽略了直线与双曲线的渐近线平行时,也是直线和双曲线只有一个公共点的情况;从方程解的情况来看,也没有注意当形如二次方程时若二次项系数不确定时,需要进一步的讨论。
在对抛物线的学习中,要注意以下易错点:
1、注意抛物线定义中的限制条件。
问题1.已知点P到的距离与到直线的距离相等,求点P的轨迹方程。
错解:由抛物线定义知,点P的轨迹为抛物线。焦点在x轴上,开口向右,焦点到准线的距离,抛物线的方程为.
正解:设点,
依题意有:,此为所求的轨迹方程。
分析:点P到的距离与到直线的距离相等,的确满足抛物线的定义,但是,故此时抛物线的方程不可能是标准方程。这里,要特别注意分析定点和定直线是否处于轴的对称的两侧,若是,则很可能是标准方程;否则,应该用求轨迹方程的定义法来求解。
2、注意弄清抛物线中的字母位置和意义。
问题2.若抛物线的准线方程是,求的值。
错解:准线方程为,.
正解:由.
分析:这里主要的错因是:没有正确的理解抛物线标准方程的形式,应该是等式左端为二次项且系数为1,等式的右端为一次项。大家解题时一定要注意。
注意直线与抛物线有一个公共点的特殊情况。
问题3.求过定点,且与抛物线只有一个公共点的直线的方程。
错解:1)当直线的斜率不存在时,不满足题意;
当直线的斜率存在时,设直线的方程为:
有,
依题意,,故所求直线的方程为:
或。
正解:1)当直线的斜率不存在时,不满足题意;
当直线的斜率存在时,
当时,则所求直线方程为:,此时直线与抛物线只有一个公共点;
当时,设直线的方程为:
有,
依题意,,故所求直线的方程为:
或或。
分析:在解题中,考虑直线与抛物线只有一个交点时,一般要注意三种情况:一是当直线的斜率不存在时;二是当直线与抛物线的对称轴平行时;三是当直线与抛物线相切的情况。
总之,在学习圆锥曲线时,要注意以上这些误区,少走弯路,突破易错点,减少失误!
参考文献:
[1]杜志建 《中学教材学习讲义数学》2012年7月.
【关键词】易错点;限制条件;焦点位置;隐含条件;一个公共点的特殊情况
在学习新教材选修2-1中的圆锥曲线内容时,学生感觉还是比较困难,通过对学生的调查了解,主要有两个方面的问题,一是此部分涉及的计算量比较大;二是有许多易错的地方会使学生不小心掉入陷阱。对于第一个问题,大家的共识是只有做题时养成不“跳步”的习惯、计算时能注意掌握一些解题技巧,就可以解决;对于第二个问题,大家感觉还是比较头疼。为了更好的帮助大家解决这个问题,我们进行了如下的归纳和总结。
一、在对椭圆的学习中,要注意以下易错点:
1、注意椭圆定义的限制条件。
问题1.若方程表示椭圆,求实数k的取值范围。
错解:实数k的取值范围是(5,7)。
正解:且,实数k的取值范围是。
分析:此题要考察的是对椭圆的标准方程的理解,错解中忽略了椭圆的标准方程中的限制条件:a>b>0, 因为当a=b>0是方程表示圆,而不是椭圆。可见,准确的理解椭圆的定义,注意定义中的限制条件,对于避免和减少解题过程的失误,保证解题的正确性很重要。
2、注意椭圆焦点位置的讨论。
问题2.已知椭圆的标准方程为并且焦距为6,求实数m的值。
错解:由椭圆的标准方程知
,
。
正解:
1)当椭圆的焦点在x轴上时,由椭圆的标准方程知
,
;
2)当椭圆的焦点在y轴上时,由椭圆的标准方程知,,,又;故或。
分析:当椭圆的焦点位置不确定时,求椭圆的标准方程需要进行分类讨论,而错解中忽略了对椭圆的焦点位置的讨论。可见,涉及圆锥曲线方程的问题,如果没有指明焦点所在的位置,一般都会有两种可能的情况,不能顺着思维的定式,想当然地认为焦点在x轴上或y轴上去求解。
3、注意椭圆的范围的讨论。
问题3.设椭圆的中心是坐标原点,长轴在x轴上,离心率,已知点到椭圆的最远距离是,求椭圆的标准方程。
错解:设椭圆方程为
,
则,,
即.设椭圆上的点到P点距离为d,
则
.
当时,有最大值,从而也有最大值,
,
所求椭圆的标准方程为.
正解:设椭圆方程为,
则,,
即.设椭圆上的点到P点距离为d,
则
.
若,则当时,有最大值,从而d有最大值,于是,从而解得与矛盾。
必有,此时当时,有最大值,从而d也有最大值,,所求椭圆的标准方程为.
分析:在错解中“当时,有最大值”这一步的推理有问题,没有考虑椭圆方程中的取值范围。仔细思考,由于点在椭圆上,所以有,因此在求的最大值时,要分类讨论。
二、在对双曲线的学习中,要注意以下易错点:
1.注意双曲线定义的限制条件。
问题1.已知,,动点P满足,当a为3和5时,P点的轨迹分别是( )
A.双曲线和一条直线;B. 双曲线和一条射线;C.双曲线的一支和一条直线;D.双曲线的一支和一条射线;
错解:10,当时,,故P点的轨迹为双曲线;当时,10,故P点的轨迹为一条射线。故选B.
正解:,而不是,当时,,故P点的轨迹为双曲线的一支;当时,10,故P点的轨迹为一条射线。故选D.
分析:错解中忽略了双曲线定义中的限制条件是“差的绝对值”,因此,当时,P点的轨迹为双曲线的右支。大家解题时要注意:当,即时,P点的轨迹是双曲线,其中,取正号时为双曲线的右(上)支,取负号时为双曲线的左(下)支;当时,P点的轨迹是分别以点或为端点的两条射线;当时,P点的轨迹不存在。
注意方程表示双曲线的条件问题。
问题2.若方程表示双曲线,求实数m的取值范围。
错解:。
正解:或
分析:错解中只考虑了双曲线焦点在x轴的情况,忽略了焦点在y轴的情况,与椭圆中类似,在不确定焦点位置时,需要分类讨论。
3、注意双曲线中的隐含条件问题。
问题3.已知P是双曲线上一点,,是双曲线的左右焦点,且,求的值。
错解:,
且,.
正解:10由双曲线的图形可得点P到右焦点的距离.又,且,(舍去)或.
分析:错解中忽略了双曲线中的一个隐含条件,即双曲线上的点到任一焦点的距离都大于等于,从而两解中要舍去不满足要求的那个。这是许多学生解题中容易出错的地方。
4、注意双曲线的焦点位置的讨论。
问题4.已知双曲线的渐近线方程是,焦距为,求双曲线的标准方程。
错解:双曲线标准方程为:。
正解:1)当双曲线的焦点在x轴上时,
双曲线标准方程为:;
2)当双曲线的焦点在x轴上时,
双曲线标准方程为:;
故所求双曲线的标准方程为:或
分析:这里错解的原因还是没有弄清双曲线的焦点在哪个轴上,需要注意的是:当焦点在x轴上时,
渐近线方程为:;当焦点在y轴上时, 渐近线方程为:。
5、注意直线与双曲线有一个公共点的特殊情况。
问题5:已知过点P(1,1)的直线与双曲线只有一个公共点,求直线的斜率的取值。
错解:由题意,则:,
有:
。
正解:由题意,则:,
有:
若,此时,直线与双曲线的渐近线平行,直线与双曲线只有一个公共点;
若,则
综上可知,直线的斜率为。
分析:错解的原因是忽略了直线与双曲线的渐近线平行时,也是直线和双曲线只有一个公共点的情况;从方程解的情况来看,也没有注意当形如二次方程时若二次项系数不确定时,需要进一步的讨论。
在对抛物线的学习中,要注意以下易错点:
1、注意抛物线定义中的限制条件。
问题1.已知点P到的距离与到直线的距离相等,求点P的轨迹方程。
错解:由抛物线定义知,点P的轨迹为抛物线。焦点在x轴上,开口向右,焦点到准线的距离,抛物线的方程为.
正解:设点,
依题意有:,此为所求的轨迹方程。
分析:点P到的距离与到直线的距离相等,的确满足抛物线的定义,但是,故此时抛物线的方程不可能是标准方程。这里,要特别注意分析定点和定直线是否处于轴的对称的两侧,若是,则很可能是标准方程;否则,应该用求轨迹方程的定义法来求解。
2、注意弄清抛物线中的字母位置和意义。
问题2.若抛物线的准线方程是,求的值。
错解:准线方程为,.
正解:由.
分析:这里主要的错因是:没有正确的理解抛物线标准方程的形式,应该是等式左端为二次项且系数为1,等式的右端为一次项。大家解题时一定要注意。
注意直线与抛物线有一个公共点的特殊情况。
问题3.求过定点,且与抛物线只有一个公共点的直线的方程。
错解:1)当直线的斜率不存在时,不满足题意;
当直线的斜率存在时,设直线的方程为:
有,
依题意,,故所求直线的方程为:
或。
正解:1)当直线的斜率不存在时,不满足题意;
当直线的斜率存在时,
当时,则所求直线方程为:,此时直线与抛物线只有一个公共点;
当时,设直线的方程为:
有,
依题意,,故所求直线的方程为:
或或。
分析:在解题中,考虑直线与抛物线只有一个交点时,一般要注意三种情况:一是当直线的斜率不存在时;二是当直线与抛物线的对称轴平行时;三是当直线与抛物线相切的情况。
总之,在学习圆锥曲线时,要注意以上这些误区,少走弯路,突破易错点,减少失误!
参考文献:
[1]杜志建 《中学教材学习讲义数学》2012年7月.