题目内容

现代城市大多是棋盘式布局(如北京道路几乎都是东西和南北走向).在这样的城市中,我们说的两点间的距离往往不是指两点间的直线距离(位移),而是实际路程(如图1).在直角坐标平面内,我们定义A(x1,y1),B(x2,y2)两点间的“直角距离”为:D(AB)=|x1-x2|+|y1-y2|.
(1)在平面直角坐标系中如图2,写出所有满足到原点的“直角距离”为2的“格点”的坐标.(格点指横、纵坐标均为整数的点)
(2)求到两定点F1、F2的“直角距离”和为定值2a(a>0)的动点轨迹方程,并在直角坐标系内作出该动点的轨迹
①F1(-1,0),F2(1,0),a=2
②F1(-1,-1),F2(1,1),a=2;
③F1(-1,-1),F2(1,1),a=4.
(3)写出同时满足以下两个条件的“格点”的坐标,并说明理由(格点指横、纵坐标均为整数的点).
①到A(-1,-1),B(1,1)两点“直角距离”相等;
②到C(-2,-2),D(2,2)两点“直角距离”和最小.
考点:两点间的距离公式
专题:直线与圆
分析:(1)由已知条件结合图象能求出所有满足到原点的“直角距离”为2的“格点”的坐标.
(2)条件①轨迹方程为|x+1|+|x-1|+2|y|=4,条件②轨迹方程为:|x+1|+|y+1|+|x-1|+|y-1|=4,条件③:轨迹方程为:|x+1|+|y+1|+|x-1|+|y-1|=8,由此能求出结果.
(3)满足条件的格点有(-2,2),(-1,2),(-2,1),(-1,1),(0,0),(1,-1),(2,-1),(1,-2),(2,-2),对于①,满足|x+1|+|y+1|=|x-1|+|y-1|,从而p∈{(x,y)|x+y=0,-1≤x≤1或x≤-1,y≥1或x≥1,y≤-1},对于②,D(PA)+D(PB)=|x+2|+|y+2|+|x-2|+|y-2|≥|x+2+2-x|+|y+2+2-y|=8,从而点P∈{(x,y)|-2≤x≤2,-2≤y≤2}.由此能求出格点的坐标.
解答: 解:(1)在平面直角坐标系中如图2,
所有满足到原点的“直角距离”为2的“格点”的坐标有:
(0,2,),(1,1),(2,0),(1,-1),
(0,-2),(-1,-1),(-2,0),(-1,1).
(2)条件①轨迹方程为|x+1|+|x-1|+2|y|=4,
当x≤-1,y≥0时,x-y+2=0;
当x≤-1,y<0时,x+y+2=0;
当-1<x<1,y≥0时,y=1;
当-1<x<1,y<0时,y=-1;
当x≥1,y≥0时,x+y-2=0;
当x≥1,y<0时,x-y-2=0.
条件②轨迹方程为:
|x+1|+|y+1|+|x-1|+|y-1|=4,
当x≤-1,y≥1时,(x,y)=(-1,1);
当x≤-1,-1≤y<1时,x=-1;
当-1<x<1,y≥1时,y=1;
由对称性可得其他部分图形.
条件③:轨迹方程为:
|x+1|+|y+1|+|x-1|+|y-1|=8,
当x≤-1,y≥1时,x-y+3=0;
当x≤-1,-1≤y<1时,x+3=0;
当-1<x<1,y≥1时,y=3.
由对称性可得其他部分图形.
(3)如图,满足条件的格点有(-2,2),(-1,2),
(-2,1),(-1,1),(0,0),(1,-1),
(2,-1),(1,-2),(2,-2),
对于①,设P(x,y)满足到A(-1,-1)、B(1,1)两点
“直角距离”相等,
即满足|x+1|+|y+1|=|x-1|+|y-1|,
解得p∈{(x,y)|x+y=0,-1≤x≤1或x≤-1,y≥1或x≥1,y≤-1},如图.
对于②,设P(x,y)到C(-2,-2),D(2,2)两点“直角距离”和最小,
即D(PA)+D(PB)=|x+2|+|y+2|+|x-2|+|y-2|
=|x+2|+|x-2|+|y+2|+|y-2|
≥|x+2+2-x|+|y+2+2-y|=8,
当且仅当-2≤x≤2且-2≤y≤2等号成立,
可得点P∈{(x,y)|-2≤x≤2,-2≤y≤2}.如图
故同时满足条件①②的格点的坐标是:
(-2,2),(-1,2),(-2,1),(-1,1),(0,0),
(1,-1),(2,-1),(1,-2),(2,-2).
点评:本题考查格点坐标的求法,考查轨迹方程的求法,解题时要认真审题,注意分类讨论思想的合理运用.
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