从一例管窥曲线公共点的研究方法

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  摘 要:两曲线的交点问题转化为求方程组的公共解问题,进而转化为一元二次方程根的求解,同时,也可以数形结合思想为指导,动态地考察两曲线的位置关系. 这两种方法各有优劣,本文以一道典型试题为例,对此做了一番探讨.
  关键词:曲线交点;圆;椭圆;求解策略
  通常,我们把两曲线的交点问题转化为求方程组的公共解问题,进而转化为一元二次方程根的求解;这种方法符合我们解题的思维习惯,可是由于上面的第二个转化极易扩大根的取值范围,对两曲线真实交点情况难于准确反映,产生一些难以觉察的错误. 如果以数形结合思想为指导,动态地考察两曲线的位置关系,破解问题,获得答案;这就要求我们合理调整思维视角,尝试用不同的方法解决问题,培养思维发散性、灵活性和敏捷性,进而培养创新能力. 现以一例进行上述两种不同的解题尝试,来获得不同的体验,同时也可以搞清楚如何利用方程来讨论两曲线的位置关系.
  [?] 分析讨论、解剖错因
  讨论:方程f(x)=5x2-18ax+9a2-45=0在x∈R时有解,能否在x∈[-3,3]时有解?
  错因:忽视了隐含条件x∈[-3,3],y∈[-2,2].
  剖析:方程组有解,说明公共解一定满足两个方程,即必须x∈[-3,3],y∈[-2,2].
  因此,原命题?f(x)=0在[-3,3]内有根.
  正解二:画图,结合图形考察,当动圆圆心M(a,0)落入区间[-6,6]内时,两曲线定有交点.
  故a∈[-6,6]. 故选B. (如图4)
  疑惑:当圆M在椭圆内部运动时,是否与椭圆定有交点?
  释疑:因为椭圆短半轴长小于圆M的半径,所以圆M在椭圆内部运动时,两曲线一定有交点.
  [?] 总结反思、延伸拓展
  1. 反思
  正解一虽然烦琐,但综合了曲线方程以及一元二次方程根的分布等知识. 这些知识是高考重点考查的知识点. 我们不能就题做题,陷于题海;或者因其复杂而轻易地抛弃这种解法,而是充分发挥该题的综合和整合作用,梳理知识、拓展知识. 这样,更容易使学生由知识积累形成其能力迁移,有利于学生数学思维深刻性、广阔性、逻辑严密性以及数学探究能力的培养. 当该题转变为解答题时,仍不失为一种好的方法. 对选择题而言,正解二更迅捷、更有效. 同时,正解二体现了数形结合思想对解决问题的指导作用,对学生数学思维灵活性、敏捷性以及批判性的培养有着重要意义.
  2. 拓展
  (1)若圆(x-a)2+y2=4与椭圆+=1有公共点,则实数a的取值范围是多少?若无公共点,则实数a的取值范围是多少?请在各种情况下,讨论两条曲线的位置关系.
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