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浅谈存在性问题
山东省庆云县渤海中学(253700) 孟德俊
在数学的探索型问题中有一类存在性问题,它常常提出这样的问题:某个数学对象是否存在,或某种特性是否成立?若存在,请求出这个对象或论证该特性;若不存在,请说明理由。
解这类问题的一般方法是:先假设所求的对象存在或特性成立,以此假设为依据进行求解或推理论证,若能对该对象求出结果,或在推理论证过程中没出现矛盾,得出了肯定的结论,则该假设成立,存在此数学对象或特性;若在求解或推理过程中得出矛盾,则假设不成立,即不存在该数学对象或特性。下面以两道中考题对存在性问题加以阐释。
例1 已知二次函数()的图象经过点,,,直线()与轴交于点.
(1)求二次函数的解析式;
y
x
O
(2)在直线()上有一点(点在第四象限),使得为顶点的三角形与以为顶点的三角形相似,求点坐标(用含的代数式表示);
(3)在(2)成立的条件下,抛物线上是否存在一点,使得四边形为平行四边形?若存在,请求出的值及四边形的面积;若不存在,请说明理由.
y
x
O
B
A
D
C
(x=m)
(F2)F1
E1 (E2)
分析:(1)(2)略;(3)假设存在该点,使得四边形为平行四边形。然后利用这一假设充当已知条件,运用平行四边形的性质对边平行且相等进行求解。
解:(1)
(2)求得;.
(3)假设抛物线上存在一点,使得四边形为平行四边形,则,点的横坐标为。
Ⅰ、当点的坐标为时,点的坐标为,
∵点在抛物线的图象上,
∴,
∴(舍去),
∴,
∴S□ABEF =
Ⅱ、当点的坐标为时,点的坐标为,
∵点在抛物线的图象上,
∴,
∴(舍去),,
∴,
∴S□ABEF =1×6=6
例2 已知中,为边的中点,
绕点旋转,它的两边分别交、(或它们的延长线)于、
当绕点旋转到于时(如图1),易证
A
E
C
F
B
D
图1
图3
A
D
F
E
C
B
A
D
B
C
E
图2
F
当绕点旋转到不垂直时,在图2和图3这两种情况下,上述结论是否成立?若成立,请给予证明;若不成立,请说明理由,并写出你的猜想。
图2
A
D
B
C
E
M
N
F
26.解:(1)先假设图2成立。
过点作
则
再证有
由信息可知
(2)假设图3成立。
连接CD。
∵AC=BC,∠ACB=900,D为AB的中点
∴
由,得
故上述假设不成立,即不存在
的关系应是:
评注:解决类问题时,因结论不明确,所以不要一概而论,要结合已知条件做到具体问题具体分析,得出相应的结论。
由以上两例可以看出,由于问题的结论不明确,所以在求解时常常要假设问题的某个数学对象或特性存在.再经过分析、归纳、演算、推理.得出了肯定的结论,则表明原来假设问题存在.并且经过分析、归纳、演算、推理的过程就是解题的全过程:若在求解或推理过程中得出矛盾,则表明假设问题的数学对象或特性不存在.且不存在理由也就是分析、归纳、演算、推理的过程.
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