同一骨架 2016 年黑龙江预赛 第 14 题 · P009446
把“存在圆周点”翻译为精确的相交或实参数存在条件,先求候选区域,再反向构造以检查边界是否真正可取。
前题先把距离比变成固定圆,再用两圆心距同时管外切和内切;后题是参数圆周的并集,二次式降次及零半径会使候选区域另有删点,不能按圆盘处理。
(20 分)设动圆圆心在抛物线
上,半径等于该圆圆心的纵坐标。求所有这样的圆上点的集合。
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先回想这道题的想法,再试试当前题。
存在实参数的二次方程可用判别式判断,但二次项系数为零时须改用一次或常数方程。通常圆要求半径严格为正。
想法从哪来:求所有动圆上的点,是问某点能否落在至少一个圆周上,并非求各圆围成圆盘的并。先把圆心用一个抛物线参数表示,半径随之确定,再把固定点落在圆周的条件看成关于参数的方程。通常可用判别式判断有无实参数,但首项系数随点坐标变化,不能忽略它恰为零时方程降成一次式的情况。所有圆都与横轴相切且在上方,先给出纵坐标必要范围;横轴点则单独处理,并剔除零半径参数。对其他点取得实参数后,还应核参数非零。这样判别式边界上的两个特殊点为何要删去,便有明确原因。
把圆心横坐标作参数,某点属于至少一个圆等价于一条关于该参数的方程有非零实根。
设圆心为 ,圆半径必须为正,所以 。点 在圆上恰当 。所有圆都在横轴上方,故 。若 ,方程给 ,所以横轴除原点都可取得。若 ,二次判别式为 ,故存在实根当且仅当 ;其常数严格正,实根必非零。若 ,方程降为 ,只有 时能解,故须额外删去 。因此全集为 。
原点只会对应零半径对象,不是圆; 对应降次方程无解,不能只凭判别式等号收入。其余每个候选都由非零实参数反构,所求是圆周点的并集而非仅圆盘区域。
参数圆周的并集可用存在实根判断,但最高次系数为零的参数位置与零半径必须单独核。
点在动圆上转为关于圆心参数的实根存在性,降次高度和零半径各须另核,补足集合反构。
核心工具:参数族消元求轨迹或定点、二次方程根的位置与符号
同一骨架 2016 年黑龙江预赛 第 14 题 · P009446
把“存在圆周点”翻译为精确的相交或实参数存在条件,先求候选区域,再反向构造以检查边界是否真正可取。
前题先把距离比变成固定圆,再用两圆心距同时管外切和内切;后题是参数圆周的并集,二次式降次及零半径会使候选区域另有删点,不能按圆盘处理。
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