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从而9k+2(S-6)k+4=0. ∵ Δ=[2(S-6)]-43439≥0, ∴ S(S-12)≥0. ∵ S>0,∴S≥12.
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∴ Smin=12.
例3 在椭圆9x+4y=36上分别求一点,使x+y有最大值和最小值. 【解】 设x+y=u,则y=u-x.
把它代入椭圆方程中,整理,得13x-8ux+4(u-9)=0.
∵ x是实数,∴ Δ≥0即(-8u)-431334(u-9)≥0.解之,得-
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(三)求参数的取值范围
例4 已知抛物线y=ax-1上恒有关于直线l:y=-x对称的两点,求a的取值范围.
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【解法1】 如图2-22,设点P(x0,y0)关于直线l对称的点为Q(-y0,-x0),则由P、Q都在抛物线y=ax-1上,得
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以上两式相减,得 x0+y0=a(x0+y0)(x0-y0).
∵ 点P不在直线x+y=0上,∴x0+y0≠0.从而a(x0-y0)=1,即y0=x0-
∵ P、Q两点恒存在,∴x0是实数,即方程(*)恒有两个不等实
学科方法2综合几何法
(一)利用平面几何知识解题
例1 已知⊙O的方程为x+y=r,点A(-r,0)、B(r,0),M是⊙O上任一点,过A作M处的切线的垂线AQ交BM的延长线于P,求动点P的轨迹方程.
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【解】 如图2-12,连MO,则OM⊥MQ,从而OM∥AP. ∵ |BO|=|OA| ∴ |AP|=2|MO|=2r.
于是动点P的轨迹是以点A为圆心,|AP|=2r为半径的圆. 设P(x,y),则P的轨迹方程为 (x+r)+y=(2r).
【解说】 本例利用圆的切线的性质和三角形中位线定理,其解法十分明快、简捷.
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例2 已知圆O′:(x-14)+(y-12)=36内一点C(4,2)和圆周上两动点A、B,使∠ACB=90°,求斜边AB的中点M的轨迹方程.
【解】 如图2-13,连结MO′、MC、BO′,则O′M⊥MB,|MC|=|AM|=|MB|.设M(x,y),则在Rt△BMO′中,|O′M|+|BM|=|O′B|,又|BM|=|CM|,
∵ |O′M|+|CM|=|O′B|,
即(x-14)+(y-12)+(x-4)+(y-2)=36,
∴ 动点M的轨迹方程为x+y-18x-14y-468=0.
【解说】 本例利用圆的垂径定理和直角三角形的性质,使一个运算量较大的习题,得到极其简便的解法,充分显示了平面几何知识在解析几何中的应用.
(二)利用圆锥曲线的定义和几何性质解题
例3 已知一动圆P与圆O1:(x+1)+y=1外切,与圆O2:(x-1)+y=9内切,求动圆圆心P的轨迹方程.
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【解】 如图2-14.设动圆圆心P的坐标为(x,y),它的半径为r.由已知,得两定圆的圆心分别为O1(-1,0)、O2(1,0),半径分别为r1=1,r2=3.
∵ 动圆P与⊙O1外切,与⊙O2内切, ∴ |PO1|=1+r,|PO2|=3-r, ∴ |PO1|+|PO2|=4.
即动点P到两点O1、O2的距离之和等于4.
从而由椭圆的定义,得动点P的轨迹是以两定点O1、O2为焦点,长轴长为4的椭圆.由于⊙O1与⊙O2
内切于点M(-2,0),所以轨迹中不包括点M.故动点P的轨迹方程为
【解说】 本解法的特点是利用椭圆的定义和两圆相切的条件.
例4 如图2-15,F是圆锥曲线的焦点,P1P2是焦点弦,e、p分别是离心率和焦参数(即焦点到准线的距离|FF1|),求证
【证明】 如图2-15,过P1、P2分别作准线L的垂线,垂足分别为Q1、Q2. 由圆锥曲线的定义,得