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第66章 天赋与方法的第一次思维碰撞(1/2)

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晚自习结束的铃声像一道闸门,放走了教室里的喧嚣和疲惫。凌凡却像激流中的一块石头,岿然不动。林天的突然介入和离去,像一阵风,吹皱了他思维的池水,却并未动摇其深处的决心。桌面上,摊开着两张草稿纸:一张是他自己那未完成的、带着参数k的直线方程推导;另一张是林天留下的、写着三种特殊情况下MN直线方程的“半成品”。

两种风格,两种路径,在此刻形成了无声的对峙。

凌凡的目光在两份草稿之间来回移动。林天的方法,灵动机巧,试图通过有限的特殊情形窥探全局真相,却意外地陷入了逻辑困境(L1和L2平行,无法提供有效交点信息)。而他自己的方法,虽然计算繁琐,却是一条直抵核心的、未曾中断的康庄大道——尽管这条大道最后一段被迷雾笼罩。

“恒过定点……”凌凡再次咀嚼着这四个字,手指点着自己推导出的那个复杂方程:8ky-3√3k2(x+4)=-3√3(x-4)

这个方程必须对椭圆上任意点P(即对所有k值)都导致直线MN经过某个固定点(x0,y0)。这意味着什么?

一个关键的数学洞察在此刻如同闪电般照亮了他的脑海!

如果一条含参数k的直线方程恒过定点,那么将这个方程整理成关于k的多项式,该定点(x0,y0)的坐标必须使得k的各次幂的系数都为零!

因为只有这样,无论k取何值,方程左右两边才都能相等!

这才是处理这类“恒过定点”问题的通法!一把万能钥匙!

林天那取特殊值的技巧,只是这把万能钥匙的一种特殊尝试,而且在这种结构下似乎失效了。而他自己,在懵懂中,已经走到了正确的大门之前,只差临门一脚!

巨大的兴奋感瞬间驱散了所有困惑和犹豫。他立刻行动起来。

将方程所有项移到一边:8ky-3√3k2(x+4)+3√3(x-4)=0

整理成关于k的降幂排列:-3√3(x+4)k2+8yk+3√3(x-4)=0(方程★)

这是一个关于参数k的二次方程!对于椭圆上任意一点P(对应任意k值),这个方程都必须成立!

要使一个二次方程对任意k都成立,唯一的可能性是:二次项系数=0一次项系数=0常数项=0

即:

1.-3√3(x+4)=0=>x+4=0(因为-3√3≠0)

2.8y=0=>y=0

3.3√3(x-4)=0=>x-4=0

???

凌凡愣住了。

条件1要求x=-4。条件3要求x=4。条件2要求y=0。

这根本不可能同时满足!这是一个矛盾方程组!

“这……这怎么可能?”凌凡感到一阵眩晕,仿佛攀登了许久,却发现山顶根本不存在。“难道题目错了?或者我哪里计算出了严重错误?”

巨大的挫折感几乎要将他淹没。他之前所有的努力和坚持,难道换来的就是一个荒谬的矛盾?

他不甘心!他绝不相信是题目错了!一定是哪里出了问题!

他强迫自己冷静下来,像侦探重新审视案发现场一样,从头到尾检查自己的每一步推导。从设参P(2sθ,√3sθ),到求M、N坐标,到利用半角公式化简,再到求直线MN方程,最后到整理成关于k的方程……

一步,一步,又一步……

他的目光死死锁定在最后那一步——整理成关于k的二次方程(方程★)。

-3√3(x+4)k2+8yk+3√3(x-4)=0

……对任意k成立……

……需要各项系数为零……

……导致矛盾……

“等等!”凌凡猛地抓住了脑海中的一丝闪光,“对任意k成立……这句话真的完全正确吗?”

他重新审视问题。参数k=tan(θ/2),θ是椭圆参数角。当P点在椭圆上运动时,k可以取一切实数吗?

显然不是!

因为P点异于A、B,所以θ≠0,π,所以θ/2≠0,π/2,所以k=tan(θ/2)≠0且k→∞(当θ→π时)?不,θ→π时,P→B(2,0),但P异于B,所以k可以趋近于无穷,但取不到无穷。k的取值范围是(-∞,0)∪(0,+∞)。k可以取所有非零实数!

那么,方程★是一个关于k的二次方程,它需要对所有非零实数k都成立!

要求一个二次方程对所有非零实数k都成立,和对所有实数k都成立,是一回事吗?

凌凡的大脑飞速运转。如果要求对所有非零k成立,那么对于k≠0,方程★成立。那么,对于k=0呢?题目要求P异于A、B,k=0对应θ=0,即P点与A点重合,这恰好是被排除的情况!所以k=0本来就不需要考虑!

因此,方程★确实需要对所有非零实数k成立。

那么,还能直接令各项系数为零吗?

假设存在一个定点(x0,y0),使得对于所有k≠0,点(x0,y0)都满足方程★:-3√3(x0+4)k2+8y0k+3√3(x0-4)≡0(对?k≠0)

现在,注意!这个等式左边是关于k的一个二次多项式。一个二次多项式如果要在无数个k值(所有非零实数)上恒等于0,那么它只能是零多项式!即各项系数必须为零!

因为如果不是零多项式,它最多只能有两个根,不可能在所有非零k上都等于0。

所以,尽管k≠0,但推导出的结论依然是:必须要求各项系数为零!

矛盾依然无法解除!

凌凡感觉自己被困在了一个逻辑的死胡同里,四面都是墙。汗水从他的额角渗出。难道真的无解?

就在他几乎要放弃,怀疑人生的时候,他的目光再次落回了那个方程★本身。他死死地盯着它,像一个绝望的囚徒审视着牢门的锁孔。

方程:-3√3(x+4)k2+8yk+3√3(x-4)=0

……对任意k≠0成立……

……左边是k的二次式……

……恒等于0……

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