轨迹方程思想的妙用
2018-01-31戴天竹
摘 要:本文选用了几个经典例子(含2题江苏省高考题),以此来阐述轨迹方程思想在江苏高考数学填空题中妙用。
关键词:轨迹;方程;圆;最值;参数
我们先呈现今年江苏高考13题:
在平面直角坐标系xOy中,A(-12,0),B(0,6),点P在圆O:x2+y2=50上,若PA·PB≤20,则点P的横坐标的取值范围是 。
剖析:本题中动点P满足两个条件,分别考虑其轨迹,一为圆,另一为圆面,根据题意知它们有公共点,进而得解。
解:满足PA·PB≤20的点P的轨迹方程为(x+12)x+(y-6)y≤20,是以圆T:(x+6)2+(y-3)2=65为边界的圆面,又点P在圆O:x2+y2=50上,故满足题意的点P在图中圆T内圆的弧MN上,又xM=1,故P的横坐標的取值范围是[-52,1]。
由此题不禁想到08年江苏高考13题,题中曾引起大家热议的阿波罗蒂斯圆问题,其实也是轨迹方程思想的运用,下面我们来看:
08年江苏高考13题:
在△ABC中,已知AB=2,AC=2BC,则S△ABC的最大值是 。
剖析:建系,求出C点轨迹,求出其到AB的最大值即可。
解:以AB中点为坐标原点,AB所在直线为x轴,建立平面直角坐标系,则得A(-1,0),B(1,0),设C(x,y),则由AC=
2BC得C点轨迹方程为(x-3)2+y2=8,故△ABC以AB为底时高最大为22,所以S△ABC的最大值是22。
此类题目的关键在于区别动点和定点,动静结合,动定点的互化,进而得到动点满足的关系式,得到动点的轨迹方程,从而从容的解决此类问题。此类问题又常常将动点的关系进行掩盖,这就需要我们构造出来并建立其关系式。
例 已知圆O:x2+y2=16,点P(1,2),M、N为圆O上的不同的两点,且满足PM·PN=0,
若PQ=PM+PN,则|PQ|的最小值是 。
解:如图,取MN的中点T,由PM⊥PN知PT=MT=NT,故16=OT2+MT2=OT2+PT2(注:此式中只有T为动点),所以T点的轨迹方程圆C:x-122+(y-1)2=274,又PC=52,故PT的最小值是332-52,又|PQ|=2PT,所以|PQ|的最小值是33-5。
从这里我们看到,填空题中我们要注意一些动点,考虑能否求出其轨迹,往往有奇效,最后,我们留个类似的题目:
已知点A(3,4),点P在圆C:(x-2)2+(y-1)2=1上,点Q是y轴上一点,则|AP+AQ|的最小值为
。
作者简介:戴天竹,江苏省苏州实验中学。endprint