同一骨架 2025 年重庆预赛 · P006354
两题都先利用两条弦的交点或分点关系,把同圆条件改成沿直线的长度乘积,再与坐标二次式联立。动弦两端不必分别解出;保留方向和分点比后,根的积或相交弦关系会把成对端点压成较少变量。
前题的圆已知,点幂直接联系近远端点并化简距离比;后题的圆来自共圆条件,须结合平行四边形的中点比例及椭圆方程恢复参数。
过圆内定点的弦端点距离比值域
给定平面直角坐标系内三点 。过 作一条直线与圆 交于两点 ,则
的取值范围是。
分数写 a/b,根号写 √ 或 sqrt,π 写 pi 也可以。
先独立尝试,再展开工具说明与想法来源。
先回想这道题的想法,再试试当前题。
圆内点的有向点幂:若端点在定点两侧,则有向参数乘积为负;单位圆内点 满足 。约分须先检验被约因子非零。
想法从哪来:动直线的斜率会漏掉竖直线,还容易带出大量根式;改为先自由选圆上一端点,再由圆内定点确定另一端点。由于定点在圆内,两端点在它的两侧,点幂直接给出两段长度的乘积,连方向也确定,从而另一端点可以有理地表示出来。 随后先算距离的平方,避免过早开方。题中的两个外点坐标并非任意:把另一端点的坐标代入后,两个距离平方出现相同的线性因子。约去它以后,距离比变成定点到圆上端点的距离。此时极值由最近点和最远点给出,连续性还保证两端之间没有空缺。
点 在圆内,任取一个交点 后,另一个交点 可由相交弦定理写成 的有理式。代入距离后,题设中特殊的 会使比值恰好化为 。
设 ,则 ,并且
由于 到单位圆的幂为 ,沿有向直线有 。由 (1) 得
直接计算
以及
结合 (1),得到
故 。
当 遍历单位圆时, 到 的距离从 到 连续取遍。因此所求范围为
位于圆内,所以每条过 的直线均有两个不同交点,且 ,上述分母始终非零。取 与 分别达到两个端点。
圆内定点所过动弦问题中,可先用点幂把两个端点联系起来。坐标经过化简若出现同一线性因子,往往能把复杂距离比还原为一个简单弦段长度。
先用AP·AQ表示另一端点,再发现BP/CQ恰等于AP,最后把比值范围化为定点到圆的距离,包含两次实质转化。
同一骨架 2025 年重庆预赛 · P006354
两题都先利用两条弦的交点或分点关系,把同圆条件改成沿直线的长度乘积,再与坐标二次式联立。动弦两端不必分别解出;保留方向和分点比后,根的积或相交弦关系会把成对端点压成较少变量。
前题的圆已知,点幂直接联系近远端点并化简距离比;后题的圆来自共圆条件,须结合平行四边形的中点比例及椭圆方程恢复参数。
已记下,谢谢!