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设AB是圆O x^2+y^2=4的动弦,|AB|=2 定点C(c,0)

来源:学生作业帮 编辑:作业帮 分类:数学作业 时间:2024/10/01 11:29:06
设AB是圆O x^2+y^2=4的动弦,|AB|=2 定点C(c,0)

(2)求c的值,使F与圆O恰有一个公共点
设AB是园x²+y²=4的动弦,∣AB∣=2;定点C(c,0)和动点P满足向量和PA+PB+3PC=0;
(1)求点P的轨迹F;(2)求c的值,使F与园O恰有一个公共点.
解(1)∵∣AB∣=2=半径,∴△OAB是等边三角形,OA与OB的夹角是π/3,A,B在园上,故可设
A(2cost,2sint);B(2cos(t+π/3),2sin(t+π/3));P(x,y);C(c,0);
故PA=(2cost-x,2sint-y);PB=(2cos(t+π/3)-x,2sin(t+π/3)-y);PC=((c-x),-y);
3PC=(3(c-x),-3y);
由于PA+PB+3PC=0;故得:
(2cost-x)+[2cos(t+π/3)-x]+3(c-x)=3cost-(√3)sint+3c-5x=0
即有5x-3c=3cost-(√3)sint.(1)
(2sint-y)+[2sin(t+π/3)-y]-3y=3sint+(√3)cost-5y=0
即有5y=3sint+(√3)cost.(2)
由(1)得(5x-3c)²=9cos²t-6(√3)sintcost+3sin²t.(3)
由(2)得25y²=9sin²t+6(√3)sintcost+3cos²t.(4)
(3)+(4)得(5x-3c)²+25y²=9+3=12
即有[x-(3/5)c]²+y²=12/25.(5)
(5)式就是动点P的轨迹F的方程,这是一个以(3c/5,0)为园心,以(2/5)√3为半径的园.
(2)当2+(2/5)√3=3c/5,即c=(5/3)[2+(2/5)√3]=(2/3)(5+√3);
或-2-(2/5)√3=3c/5,即c=(5/3)[-2-(2/5)√3]=-(2/3)(5+√3);
也就是当c=±(2/3)(5+√3)时,轨迹F与园O相外切(即只有一个公共点).
或当2-(2/5)√3=3c/5,即c=(5/3)[2-(2/5)√3]=(2/3)(5-√3)
或当-2+(2/5)√3=3c/5,即c=-(5/3)[2-(2/5)√3]=-(2/3)(5-√3)
即当c=±(2/3)(5-√3)时,轨迹F与园O内切(即只有一个公共点).