求高手指教:高中数学圆与直线最值问题

作者&投稿:訾贱 (若有异议请与网页底部的电邮联系)
与圆有关的最值问题 高中数学~

这里首先考虑的是 x,y的值的特性,由于 -1=<x<=1,-1=<y-1<=1 ,这时候其实x,y-1就类似于cosα,sinα+1,可以等价代换,到不是用的圆的性质,而是用的三角函数的性质,这个公式其实类似于圆的方程,以(0,1)为原点,1为半径的圆

直线l:(m+1)x+2y-4m-4=0

(m+1)(x-4)+2(y-0)=0

L恒过点(4,0)无论m 为何数

所以 圆的方程为:
(x-4)^2+y^2=16


圆M的方程为(x-4-7COSa)2+(y-7sina)2=1

圆心轨迹为:以C(4,0),半径为7的圆!

考虑圆的对称性。

只要讨论:cosA=1时,则M的方程即为(x-11)^2+y^2=1

向量CE点乘向量CF=4^2 *cos角ECF=16cos角ECF


因此就可以转化平面几何问题来求解了。


圆C半径为:4, 圆M半径:1 圆心距CM=7

在M上有一个动点P,向圆C做两条切线,切点为:E,F。

求cos角ECF大小。

最大值-1/9,最小值 -1/2

所以
向量CE点乘向量CF的
最大值=-16/9
最小值=-8

这个题目的思路是,已知圆圆心与直线上的点之间的距离,等于两圆的半径和,也就是两圆相外切时,有最大值
已知圆配方得
(x-4)^2+y^2=1
圆心(4,0),半径1
已知直线y=kx-2过定点(0,-2)
由于两圆心距等于2,也就是圆心(4,0)到直线的距离等于2
因此由点到直线距离公式得
|4k-2|/√(k^2+1)=2

(2k-1)^2=k^2+1
4k^2-4k-1=k^2+1
3k^2-4k-2=0
用判别式解得k=(4±√40)/6=(2±√10)/3
因此k最大(2+√10)/3

k取最大,则两圆相切时(只有一个公共点),圆C的圆心(4,0)到直线的距离为2。
用点到直线的距离公式可求得K=4/3。另有K=0(不合题意,舍去)

首先这个圆可以改成(x-a)2+(y-ka+2)2=1,然后与圆C形成二元二次方程组,把a当成已知数来算,其中求出只有一个解。这是最简单的思路,但是计算有点困难,我就不算了。
答案就是4/3



圆心到直线的距离≤R+1,
x^2+y^2-8x+15=0得(x-4)^2+y^2=1,所以R=1,圆心(4,0)
所以|4-2|/根号(k^2+1)≤2,解得,0≤k≤1/3,
所以k的最大值=1/3


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