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        圓與軌跡的一組結(jié)論

        2018-11-29 07:17:52張至君
        數(shù)理化解題研究 2018年31期
        關(guān)鍵詞:外切兩圓垂線

        張至君

        (山東省淄博市實(shí)驗(yàn)中學(xué)高二1班 255086)

        1.若一個(gè)圓C1內(nèi)含于另一個(gè)圓C2,則與大圓內(nèi)切與小圓外切的圓的圓心的軌跡為一橢圓,兩圓的圓心為焦點(diǎn),其長(zhǎng)軸長(zhǎng)為兩圓半徑之和;

        2.在一個(gè)圓內(nèi)有一點(diǎn),則過(guò)該點(diǎn)且與已知圓相切的圓的圓心的軌跡為一橢圓,且其長(zhǎng)軸長(zhǎng)為已知圓的半徑.

        3.將圓的橫坐標(biāo)(或縱坐標(biāo))拉伸或縮短為原來(lái)的m倍,該圓變成橢圓;

        4.連接圓內(nèi)一定點(diǎn)與圓上任一點(diǎn)的線段的垂直平分線與圓上該點(diǎn)到圓心的連線的交點(diǎn)的軌跡為一橢圓.方橢圓的長(zhǎng)半軸與圓的半徑長(zhǎng)相等;

        5.兩個(gè)同心圓較大圓上任一點(diǎn)與圓心的連線與小圓交于一點(diǎn),從大圓上該點(diǎn)作x軸的垂線, 則過(guò)小圓交點(diǎn)向該垂線作垂線,其垂足的點(diǎn)的軌跡為橢圓.

        點(diǎn)評(píng)由已知點(diǎn)A與圓心F的對(duì)稱(chēng)性,可以猜測(cè)是橢圓或雙曲線的兩焦點(diǎn),同時(shí)奠定了利用定義求軌跡方程的基礎(chǔ).

        例2 已知兩圓C1:(x+4)2+y2=9,C2:(x-4)2+y2=169,動(dòng)圓P與C1外切,與C2內(nèi)切,求圓心P的軌跡.

        分析如圖,由平面幾何知識(shí)知,兩圓相切時(shí)常連結(jié)兩圓心,可利用切點(diǎn)在連心線上及圓心距與兩半徑的關(guān)系為突破口,求解此類(lèi)題.

        又16>C1C2=8,所以P點(diǎn)的軌跡是橢圓.

        點(diǎn)評(píng)利用圓錐曲線的定義解題,是解決軌跡問(wèn)題的基本方法之一.此題先根據(jù)平面幾何知識(shí),列出外切的條件,內(nèi)切的條件,可發(fā)現(xiàn)利用動(dòng)圓的半徑過(guò)渡,恰好符合橢圓的定義.從而轉(zhuǎn)化問(wèn)題形式,抓住本質(zhì),充分利用橢圓的定義是解題的關(guān)鍵.

        例3 已知點(diǎn)A1,0、B4,0,動(dòng)點(diǎn)P滿足PB=2PA,設(shè)動(dòng)點(diǎn)P的軌跡為曲線C,將曲線C上所有點(diǎn)的縱坐標(biāo)變?yōu)樵瓉?lái)的一半,橫坐標(biāo)不變,得到曲線E.

        (1)求曲線E的方程;

        (2)A,B是曲線E上兩點(diǎn),且AB=2,O為坐標(biāo)原點(diǎn),求△AOB面積的最大值.

        當(dāng)斜率不存在時(shí),△AOB不存在,

        綜上所述,可得△AOB面積的最大值為1.

        點(diǎn)評(píng)對(duì)于最值問(wèn)題,一般是利用函數(shù)思想,建立所求量的目標(biāo)函數(shù),轉(zhuǎn)化為函數(shù)最值問(wèn)題.要特別注意定義域.

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