由已知PM?2PN,得PM2?2PN2。
因为两圆半径均为1,所以PO12?1?2(PO22?1)。
2222设P(x,y),则(x?2)?y?1?2[(x?2)?y?1],
即(x?6)2?y2?33(或x2?y2?12x?3?0)。
点评:本小题主要考查求轨迹方程的方法及基本运算能力 题型7:课标创新题
例13.已知实数x、y满足(x?2)2?(y?1)2?1,求z?解析:
2y?1x的最大值与最小值。
y?1x2表示过点A(0,-1)和圆
(x?2)?(y?1)?1上的动点(x,y)的直线的斜率。如下图,当且仅当直线与圆相切时,直线的斜率分得最大值和最小值
设切线方程为y?kx?1,即kx?y?1?0,则|2k?2|k2别取
?1,解得k?4?377。
?14?3因此,zmax?,zmin?4?37
点评:直线知识是解析几何的基础知识,灵活运用直线知识解题具有构思巧妙、直观性强等特点,对启迪思维大有裨益。下面举例说明其在最值问题中的巧妙运用
例14.设双曲线xy?1的两支分别为C1、C2,正三角形PQR的三顶点位于此双曲线上。若P?1,?1在C2上,Q、R在C1上,求顶点Q、R的坐标
??
分析:正三角形PQR中,有PQ?PR?QR, 则以P?1,?1为圆心,PR为半径
??的圆与双曲线交于R、Q两点。 根据两曲线方程可求出交点Q、R坐标
2解析:设以P为圆心,PR?r(r?0)为半径的圆的方程为:?x?1???y?1??r,
22 11
222???x?1???y?1??r由?得:x2?1???xy?1?r?1x?1?0。
2?(其中,可令t?x?1x进行换元解之)
设Q、R两点的坐标分别为x1,y1,x2,y2即?x1?x2???x1?x2??4x1x2?同理可得:?y1?y2??PQ2??????x?x2?,则?1??x1x2?12r?1?12。
222?r2?r?1?1??4,
?1?1??4, 且因为△PQR
22是正三角形,则
?QR2?r,
222
即r??x1?x2???y1?y2?2??2???r?1?12?2?2?4,得r?24。 ?? 代入方程x?1?2?r?1x?1?0,即x2?4x?1?0。
3??x2?2?或??3?y2?2?332?
??x2?4x?1?0?x1?2?由方程组?,得:?xy?1???y1?2?,
所以,所求Q、R的坐标分别为2??3,2?3,2???3,2?3
?点评:圆是最简单的二次曲线,它在解析几何及其它数学分支中都有广泛的应用。对一
些数学问题,若能作一个辅助圆,可以沟通题设与结论之间的关系,从而使问题得解,起到铺路搭桥的作用
五.【思维总结】
1.关于直线对称问题:
(1)关于l :Ax +By +C =0对称问题:不论点,直线与曲线关于l 对称问题总可以转化为点关于l 对称问题,因为对称是由平分与垂直两部分组成,如求P(x0 ,y0)关于l :Ax +By +C =0对称点Q(x1 ,y1).有+C =0。
(2)解出x1 与y1 ;若求C1 :曲线f(x ,y)=0(包括直线)关于l :Ax +By +C1 =0对称的曲线C2 ,由上面的(1)、(2)中求出x0 =g1(x1 ,y1)与y0 =g2(x1 ,y1),然后代入C1 :f [g1(x1 ,y1),g2(x2 ,y2)]=0,就得到关于l 对称的曲线C2 方程:f [g1(x ,y),g2(x ,y)]=0。
(3)若l :Ax +By +C =0中的x ,y 项系数|A|=1,|B |=1.就可以用直接代入解之,尤其是选择填空题。如曲线C1 :y2 =4 x -2关于l :x -y -4=0对称的曲线l2 的方程
12
y0?y1x0?x1=-
AB(1)与A·
x0?x12+B·
y0?y12为:(x -4) =4(y +4)-2.即y 用x -4代,x 用y +4代,这样就比较简单了
(4)解有关入射光线与反射光线问题就可以用对称问题来解决 点与圆位置关系:P(x0 ,y0)和圆C :(x -a) +(y -b) =r。 ①点P 在圆C 外有(x0 -a) 2 +(y0 -b) 2 >r2; ②点P 在圆上:(x0 -a) +(y0 -b) =r; ③点P 在圆内:(x0 -a) +(y0 -b) <r 。
3.直线与圆的位置关系:l :f1(x ,y)=0.圆C :f2(x ,y)=0消y 得F(x2)=0。
(1)直线与圆相交:F(x ,y)=0中? >0;或圆心到直线距离d <r 。 直线与圆相交的相关问题:①弦长|AB|=
1?k22
222
22
22
22
1?k2·|x1 -x2|=
,
y1?y22·(x1?x2)2?4x1x2,或|AB|=2r?d22;②弦中点坐标(
x1?x22);
③弦中点轨迹方程。
(2)直线与圆相切:F(x)=0中? =0,或d =r .其相关问题是切线方程.如P(x0 ,y0)是圆x2 +y2 =r2 上的点,过P 的切线方程为x0x +y0y =r2 ,其二是圆外点P(x0 ,y0)向圆到两条切线的切线长为(x0?a)?(y0?b)?r或x0?y0?r;其三是P(x0 ,y0)为圆x2 +y2 =r2 外一点引两条切线,有两个切点A ,B ,过A ,B 的直线方程为x0x +y0y =r2 。
(3)直线与圆相离:F(x)=0中? <0;或d <r ;主要是圆上的点到直线距离d 的最大值与最小值,设Q 为圆C :(x -a) 2 +(y -b) 2 =r2 上任一点,|PQ|max =|PC|+r ;|PQ|min =|PQ|-r ,是利用图形的几何意义而不是列出距离的解析式求最值.
4.圆与圆的位置关系:依平面几何的圆心距|O1O2|与两半径r1 ,r2 的和差关系判定. (1)设⊙O1 圆心O1 ,半径r1 ,⊙O2 圆心O2 ,半径r2 则:
①当r1 +r2 =|O1O2|时⊙O1 与⊙O2 外切;②当|r1 -r2|=|O1O2|时,两圆相切;③当|r1 -r2|<|O1O2|<r1 +r2 时两圆相交;④当|r1 -r2|>|O1O2|时两圆内含;⑤当r1 +r2 <|O1O2|时两圆外离
(2)设⊙O1 :x +y +D1x +E1y +F1 =0,⊙O2 :x +y +D2x +E2y +F2 =0。 ①两圆相交A 、B 两点,其公共弦所在直线方程为(D1 -D2)x +(E1 -E2)y +F1 -F2 =0;
②经过两圆的交点的圆系方程为x2 +y2 +D1x +E1y +F1 +?(x2 +y2 +D2x +E2y
2
2
2
2
222222 13
+F2)=0(不包括⊙O2 方程)
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