点斜式怎么转换直线方程(点斜式直线方程反着来更好用)
在解析几何的综合运用问题中,我们往往遇到这类问题:已知一点坐标(x0,y0)和曲线方程F(x,y)=0,要讨论过该定点直线与曲线的位置情况(相交、相切、相离)、过定点直线截曲线的弦长、曲线上动点与定点组成的几何图形(如三角形)的面积,等等。一般的解答套路是,先用点斜式假设过定点(x0,y0)的直线方程y-y0=k(x-x0),然后将y-y0=k(x-x0)带入曲线方程得出关于x或者关于y的二次方程,最后用韦达定理、两点间距离公式、点到直线距离公式去求解和讨论各种各样的问题。方法虽笨,但地球是圆的,我们总能通过这种办法从北京慢慢爬到罗马。
不过,值得重视的一点是,点斜式方程的使用有个重要的前提,即直线的斜率k必须存在。对于垂直于x轴的直线,点斜式方程失效。如果这类直线满足题目情景,同学们往往会漏解。对于这个学习bug, 考试出题者当然喜闻乐见,抓住一切机会来考察同学们的分类讨论能力。
古语有云,你有张良计,我有过墙梯。强老师赠予各位一计,堵住bug。很简单,将点斜式方程反过来设,改为m(y-y0)=x-x0。与原方程对比,新方程的乘数m设在含变量y代数式的一边。其意义,m=1/k,即为直线斜率的倒数。当m=0时,x=x0,是一条垂直于x轴的直线。这种反过来的点斜式方程最大的好处在于,它包含了垂直于x轴的直线。解题时,有时候可以免去特殊情况的讨论,而且计算也较为方便。
进一步解释
聪明、细心的同学一定发现,本文介绍的方法也不是尽善尽美的。缺憾在于,对于垂直于y轴的直线,改善后的点斜式方程是无法讨论的。如果遇到一些特殊情况,直线垂直于y轴,使用改善后的点斜式,同样需要分类讨论。哈哈哈,同学们,会不会瞬间崩溃,刚避开了一个雷,竟跳进一个坑。这就是数学的魅力所在,you never know where the 坑 is.
对此,为了避免有可能繁琐的分类讨论或者复杂计算,强老师给个建议:做题前先审视题干,如果垂直于x轴的直线有可能满足题意,那么使用m(y-y0)=x-x0的直线方程有可能获得较好的效果;否则,使用y-y0=k(x-x0)更好。还是那句老得掉牙的话,具体问题具体分析。
日练一技,持之以恒,聚沙成塔,汇滴成川。终有一天,同学们会顿然发现,自己身轻如燕。我是强老师,欢迎大家与多我交流,我将不定时分享高中数学各种的解题方法、技巧以及一些新的数学运用理念,谢谢大家。
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