题目内容

过原点O作经过A(1,1),B(2,2)两点的圆的切线,则切点的轨迹是

[  ]
A.

4x2+y2=1(x≠y)

B.

x2-y2=4(x≠y)

C.

4y2+x2=1(x≠y)

D.

x2+y2=4(x≠y)

答案:D
解析:

  分析一:若是选择、填空题可考虑选用几组特殊值代入求解.

  解法一:如图,若AB为直径,C为圆心,过点O作该圆的切线,P(x,y)为切点.

  因为点C为线段AB的中点,所以点C的坐标为

  连接CP,则CP⊥OP.

  所以OP2=OC2-CP2,即OP2=OC2-CA2

  所以x2+y2=4(x≠y).故选D.

  分析二:过点O作经过A,B两点的圆的切线,设P为切点,考虑PO是否为定值,若是,则点P的轨迹可确定.

  解法二:过点O作经过A,B两点的圆的切线,设P为切点.

  如图,连接AP.

  因为两已知点的坐标分别为A(1,1),B(2,2),

  所以O,A,B三点在同一直线上.

  结合平面几何知识,可知∠OPA=∠B.

  又因为∠AOP=∠BOP,所以△AOP∽△POB.

  所以

  所以OP2=OA·OB=×=4.

  所以|OP|=2.

  所以点P的轨迹是以O为圆心,2为半径长的圆(不包括(),(-,-)两点),其轨迹方程为x2+y2=4(x≠y).故选D.

  分析三:由已知条件设法找到一几何等式,然后将其坐标化,即可得到切点的轨迹方程.

  解法三:由解法二知,OP2=OA·OB.设点P的坐标为(x,y),将坐标代入,得x2+y2×=4(x≠y).故选D.

  分析四:设P(x,y)为切点,C(a,b)为圆心,可先考虑将x,y,a,b联系起来,然后消去a,b即可得到点P的轨迹方程.

  解法四:设P(x,y)为切点,C(a,b)为圆心,如图,则CP⊥OP.

  所以OP2=OC2-CP2=OC2-CA2

  所以x2+y2=a2+b2-[(a-1)2+(b-1)2]=2(a+b)-2.(*)

  因为两已知点的坐标分别为A(1,1),B(2,2),

  所以线段AB的中点D的坐标为

  所以线段AB的垂直平分线CD的方程为x+y-3=0.

  把C(a,b)代入,得a+b-3=0,即a+b=3,

  代入(*)式,得x2+y2=6-2=4(x≠y).

  故选D.

  点评:以上四种解法虽然有些解法用到的等式一样,但解法的本质是不一样的,希望同学们细心区分这四种解法的异同,领会其解题思想,掌握其解题方法,以便遇到轨迹题时可迅速选择一种较简捷的方法解答.


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