易错点

动点取到端点时平面退化

动点 MM 跑到端点上时,原本用来定平面的三个点会共线,「平面 AMCAMC」当场不存在——含参的法向量在那里分母为零,不是算错,是那个位置本来就不合法,必须先排除再解方程。

坑在哪

题目让 MM 在线段 APAP 上动,问二面角 A-MC-BA\text{-}MC\text{-}B 什么时候是直角。 很多人直接设 PM→=λPA→\overrightarrow{PM}=\lambda\overrightarrow{PA},一路算到

a⃗=(0,  1,  2+3λ4−4λ)\vec a=\left(0,\;1,\;\frac{2+3\lambda}{4-4\lambda}\right)

然后看到分母 4−4λ4-4\lambda 心里一紧:λ=1\lambda=1 要不要讨论? 要,但结论不是再算一遍,而是这个位置本来就不在题目问的范围里。 λ=1\lambda=1 就是 M=AM=A,这时 AA、MM、CC 只剩两个不同的点, 平面 AMCAMC 不存在,「二面角 A-MC-BA\text{-}MC\text{-}B」这句话本身就没有意义。

原卷写的那句「λ≠1\lambda\neq 1」不是为了让分母有意义,而是为了让题目有意义—— 顺序反了,就会把一个非法位置当成需要单独讨论的解的可能。

同一个坑的其它长相

场景退化成什么后果
MM 与二面角的顶点重合三点共线,半平面消失二面角没有定义
动点使两个半平面重合二面角为 00 或 π\pi「平面角」退化成一条直线
用三点求法向量时三点共线叉乘为零向量法向量取不出来,不是「垂直于一切」
动直线过定点时斜率不存在方程写不出与本条同源:先定义域,后方程

怎么防

先写定义域,再列方程。 参数化动点之后,立刻把两件事写在旁边:

  1. 参数的区间(MM 在线段上,不是整条直线);
  2. 使图形退化的参数值(三点共线、两面重合),把它们从区间里挖掉。

做完这一步,后面遇到分母为零就不用慌:它落在挖掉的那些点上,直接引用前面那句话即可; 若它不落在挖掉的点上,那才说明推导有问题,得回头查。

反向自查

解出参数后代回去把图形真的摆一遍:三个点是不是真不共线、动点是不是真落在线段内部。 例如解出 λ=25\lambda=\dfrac{2}{5},那么 MM 在 APAP 上、离 AA 有 33、离 PP 有 22, AA、MM、CC 三点不共线——到这一步「存在」两个字才算真站住。

共 2 道题考到本条。