同一骨架 2025 年山东预赛 · P006366
两题都先把两个动交点的对称关系写进圆的一般方程,使外接圆只剩一个自由参数。整理成“常数部分加参数乘一次式”后,公共点同时消去两部分;还要说明两个交点不同且第二个公共点异于已知固定点。
前题由直角条件固定横坐标的积,后题由抛物线与坐标轴的交点方程给根的和积;起初的曲线背景不同,得到的圆族结构相同。
给定直线 , 是位于直线 同侧的两个定点, 是直线 上的两个动点,且 。求证:当点 在直线 上运动时, 的外接圆经过除 外的另一个定点。
这是解答题,请在纸上写出完整过程。写完后对照解答给自己评分。
取 到 的垂足为原点,把 化为横轴。
先回想这道题的想法,再试试当前题。
直角条件固定了 横坐标的乘积,而两坐标之和是唯一的自由参数;圆方程因而构成一束线性圆族, 比较参数系数即可找出第二个公共点。
作 ,以 为原点、 为 轴建立直角坐标系。设
并设 。由 ,
故
记 。经过 的圆可写为
因为将 代入后所得二次方程的两根恰为 。再代入固定点 ,得
把(3)代回(2),圆族方程成为
令
则 只由定点 与直线 决定。对点 ,式(4)中 的系数为 ,而其余部分等于
所以无论 如何运动, 总在 的外接圆上。 又 ,而 对应参数 ,故 。这就证明了所求结论。
由(1)知 异号且均非零,因此 不重合,外接圆确有定义。 点 位于射线 的反向延长线上,并满足 ,其位置完全不依赖参数 。
动圆恒过定点的问题可先把几何约束化成动点坐标的对称关系,再写一般圆方程。 若圆方程关于唯一自由参数是线性的,公共点必须同时消去参数项并满足常数项, 这就是解析几何中的圆束方法。
将直角条件变为两动横坐标积固定,从圆族方程中分离唯一参数并令其系数为零,可找到与P不同的固定公共点。
同一骨架 2025 年山东预赛 · P006366
两题都先把两个动交点的对称关系写进圆的一般方程,使外接圆只剩一个自由参数。整理成“常数部分加参数乘一次式”后,公共点同时消去两部分;还要说明两个交点不同且第二个公共点异于已知固定点。
前题由直角条件固定横坐标的积,后题由抛物线与坐标轴的交点方程给根的和积;起初的曲线背景不同,得到的圆族结构相同。
已记下,谢谢!