如图 已知圆M:x2+(y-2)2=1,点Q是x轴上的一动点,QA,QB分别切圆于A,B.求弦AB的中点P的轨迹方程
来源:学生作业帮助网 编辑:作业帮 时间:2024/11/06 06:41:43
如图 已知圆M:x2+(y-2)2=1,点Q是x轴上的一动点,QA,QB分别切圆于A,B.求弦AB的中点P的轨迹方程
如图 已知圆M:x2+(y-2)2=1,点Q是x轴上的一动点,QA,QB分别切圆于A,B.求弦AB的中点P的轨迹方程
如图 已知圆M:x2+(y-2)2=1,点Q是x轴上的一动点,QA,QB分别切圆于A,B.求弦AB的中点P的轨迹方程
设Q(a,0),切点(A或B)的坐标为(x,y)
则Q到圆的切线长的平方d^2=(x-a)^2+y^2
由圆的方程知 M(0,2) r^2=1
则MQ^2=a^2+4
由勾股定理得:d^2+r^2=MQ^2
即(x-a)^2+y^2+1=a^2+4
又因为切点在圆上有x^2+(y-2)^2=1
所以联立两方程消去y,得到:y=1/2ax+3/2 (a^2+4)x^2-2ax-3=0
由韦达定理得 1/2(x1+x2)=a/(a^2+4)
把y=1/2ax+3/2代入上式也可得到:1/2(y1+y2)=a^2/(2a^2+8) +3/2
因为A、B是切点 所以上面的方程的解(x1,y1)、(x2,y2)分别是A、B两点的坐标
但我们要求的是P的轨迹,而P点是AB的中点,其坐标是(1/2(x1+x2),1/2(y1+y2))
所以如果重设x,y——设P(x,y)
则x=a/(a^2+4) (1)
y=a^2/(2a^2+8) +3/2 (2)
消去a的方法:先用(2)式求出a^2=2/(2-y) -4
再代入(1)式,把(1)式中a^2+4乘到左边去,两边再同时平方(为了把右面化为a^2)得
(x*2/(2-y) )^2=2/(2-y) -4
最终化简此式发现它是个圆的方程,化为标准形式得:
x^2+(y-7/4)^2=1/16
90/a-60/(a-6)
90/a=60/(a-6)
即60a=90a-540
解得a=18
90/a>60/(a-6)
即90a-540>60a
解得a>18
90/a<60/(a-6)
即90a-540<60a
解得a<18