數學題浩如煙海,我們不可能把所有題都做到,與其做很多題,不如把一道題做透,用不同的方法解決同一道題,對解題者的思維鍛煉效果極佳.下面這道高考題我就找到了這么幾種解法,拿出來和大家一起分享,也請大家不吝賜教.
例 (2009年廣東卷21題)已知曲線Cn:x2-2nx+y2=0(n=1,2,…),從點P(-1,0)向曲線Cn引斜率為Kn(Kn>0)的切線ln,切點為Pn(xn,yn).求數列{xn}與{yn}的通項公式.
分析 以數列的形式出現,實質是從曲線外一點向曲線引切線,求切點坐標問題.
思路一 方程思想,建立關于未知量xn,yn的方程組.
因為點(xn,yn)在曲線Cn上,滿足Cn的方程,可得
x2n-2nxn+y2n=0.①
由x2-2nx+y2=0求導,可得y′x=n-xy.
有Kn=n-xnyn,由切線ln過點P(-1,0)和Pn(xn,yn),有Kn=yn1+xn,得方程
n-xnyn=yn1+xn.②
聯立①②,解得xn=nn+1,yn=nn+12n+1,n∈N+.
思路二 求交點、切點,即直線與曲線的交點.
設ln:y=Kn(x+1),聯立x2-2nx+y2=0,消y,得
(1+K2n)x2+(2Kn-2n)x+k2n=0.
因為直線與曲線相切,則
Δ=(2Kn-2n)2-4K2n(1+K2n)=0,解得Kn=n2n+1.
這時,xn=n-K2n1+K2n=nn+1,yn=Kn(xn+1)=nn+12n+1.
思路三 數形結合,挖掘曲線的幾何特征.曲線Cn配方,得(x-n)2+y2=n2是以C(n,0)為圓心,n為半徑的圓,從點P(-1,0)向上半圓引切線(斜率Kn>0),求切點坐標.
由PPn⊥CPn知Kn#8226;KCPn=1,得方程
ynxn+1#8226;ynxn-n=-1.①
由點Pn(xn,yn)在曲線Cn上,得方程
x2n-2nxn+y2n=0.②
聯立①②,解得xn=nn+1,yn=nn+12n+1.
思路四 公式法.套用切線方程公式,過切點(xy,yn)的切線方程為xnx-n(xn+x)+yny=0.
將P(-1,0)代入,得-xn-n(xn-1)=0,解得xn=nn+1.
將xn=nn+1代入曲線Cn的方程,解得yn=nn+12n+1.
一題多解樂趣多,每找到一種不同的解法就會讓解題者思維豁然開朗一次,成功所帶來的喜悅更是美妙無比,讓人流連忘返.一道題用不同的方法解,每得到一種解法,所帶來的成功感是成幾何級數成長的.一題找到十種解法,和解決十道不同的題,快樂不可同日而語.
一題多解鍛煉人.為了找不同的解法,我們需要做很大的努力,查找很多資料,在這個過程中,對自己的知識體系也是一個梳理的過程,各種相關知識被分門別類、脈絡清晰地在大腦中二次加工,知識在不知不覺中得到自然的升華.
數學學習就應該這樣,不應該為了解題而解題,每道題目就是一個小小的數字游戲,只有我們全盤掌握了規則,才能從游戲中體會到樂趣.
這道題我想到了這么多種解法,相信還有其他更多的解法沒有被我發掘到,聰明的讀者,您能否再找到其他的解法呢?
注:本文中所涉及到的圖表、注解、公式等內容請以PDF格式閱讀原文