例 若過點M1
,的直線與雙曲線-y2=1的交點的中點恰好為M,問是否存在這樣的直線?若存在,求出直線方程;若不存在,說明理由.
錯解: 當(dāng)直線的斜率不存在時,直線方程為x=1,代入-y2=1,y無解,故直線x=1與雙曲線無交點,不滿足題意.
當(dāng)直線的斜率存在時,設(shè)直線與雙曲線交于A(x1,y1),B(x2,y2).把A,B分別代入雙曲線方程可得-[y1][2]=1 (①),-[y2][2]=1 (②),①-②可得-(y1+y2)·(y1-y2)=0.因為M1
,為線段AB的中點,所以x1+x2=2,y1+y2=1,代入-(y1+y2)(y1-y2)=0可得-(y1-y2)=0,故kAB==1.又該直線過點M1
,,所以存在這樣的直線,且直線方程為y=x-.
錯因: 忽略了“設(shè)而不求”的隱含前提——交點必須存在,沒有進行驗算.
把y=x-代入雙曲線方程-y2=1,可得
-x2+x-=0,由Δ=1-4·-
·-
=-<0可知直線y=x-與雙曲線沒有交點,故所求直線不存在.答案有誤.
分析錯解,雖然我們沒有求出交點A,B的具體坐標(biāo),只是將它們作為中間變量參與運算,并且最終消去了交點坐標(biāo),但這并不代表交點坐標(biāo)在解題中不起作用,恰恰相反,交點坐標(biāo)全程參與了運算,如果沒有交點,運算是無法進行的. 使用“設(shè)而不求”的過程隱含了一個前提條件——交點必須存在,因此使用“設(shè)而不求”后必須進行驗算.
正解: 當(dāng)直線的斜率不存在時,由錯解可知直線x=1與雙曲線無交點,不滿足題意.
當(dāng)直線的斜率存在時,設(shè)直線與雙曲線交于A(x1,y1),B(x2,y2)兩點.因為直線AB過點M1
,,故可設(shè)直線方程為y-=k(x-1),與雙曲線方程-y2=1聯(lián)立可得x2-(k-2k2)x-k2-k+
=0. 因為直線與雙曲線交于A,B兩點,所以Δ=-2k2-2k+>0.解得- ,為線段AB的中點,所以x1+x2==2,解得k=1.因為<1,所以k無解,這樣的直線不存在. 在求解直線與圓錐曲線的位置關(guān)系問題時,如果不確定直線與圓錐曲線是否存在交點,可以先用“設(shè)而不求”的方法假設(shè)交點存在,再利用判別式法驗證.在求解時或求解后驗證交點是否存在均可.
中學(xué)生天地·高中學(xué)習(xí)版2013年11期