题目内容

(本题满分16分)

已知圆O:,O为坐标原点.

(1)边长为的正方形ABCD的顶点A、B均在圆O上,C、D在圆O外,当点A在圆O上运动时,C点的轨迹为E.

①求轨迹E的方程;

②过轨迹E上一定点作相互垂直的两条直线,并且使它们分别与圆O、轨迹E 相交,设被圆O截得的弦长为,设被轨迹E截得的弦长为,求的最大值.

  (2)正方形ABCD的一边AB为圆O的一条弦,求线段OC长度的最值.

 


解:(1)①连结OB,OA,因为OA=OB=1,AB=,所以,

所以,所以,在中,,2分

所以轨迹E是以O为圆心,为半径的圆,

所以轨迹E的方程为;                    ………………………3分

②设点O到直线的距离分别为,

因为,所以,               ……………5分

则,

则

≤4=

,                                ……………8分

当且仅当,即时取“=”,

所以的最大值为;                               ……………9分

(2)设正方形边长为a,,则,.  

当A、B、C、D按顺时针方向时,如图所示,在中,

,

即

       ,

  由,此时;…………12分

当A、B、C、D按逆时针方向时,在中,

,

即

       ,

  由,此时,………15分

  综上所述,线段OC长度的最小值为,最大值为.     ………16分

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