阿波罗尼斯圆及其应用
数学理论
1.“阿波罗尼斯圆”:在平面上给定两点,设点在同一平面上且满足当且时,点的轨迹是个圆,称之为阿波罗尼斯圆。
(时点的轨迹是线段的中垂线)
2.阿波罗尼斯圆的证明及相关性质
定理:为两已知点,分别为线段的定比为的内外分点,则以为直径的圆上任意点到两点的距离之比为
证 (以为例)
设,则
.
由相交弦定理及勾股定理知
于是
而同时在到两点距离之比等于的曲线(圆)上,不共线的三点所确定的圆是唯一的,因此,圆上任意一点到两点的距离之比恒为
性质1.当时,点在圆内,点在圆外;
当时,点在圆内,点在圆外。
性质2.因,过是圆的一条切线。
若已知圆及圆O外一点,可以作出与之对应的点反之亦然。
性质3.所作出的阿波罗尼斯圆的直径为,面积为
性质4.过点作圆的切线为切点),则分别为的内、外角平分线。
性质5.过点作圆不与重合的弦则平分
数学应用
1.(03北京春季)设为两定点,动点到点的距离与到点的距离之比为定值求点的轨迹.
2.(05江苏)圆和圆的半径都是1,,过动点分别作圆和圆的切线分别为切点),使得,试建立适当坐标系,求动点的轨迹方程.
3.(06四川)已知两定点如果动点满足,则点的轨迹所围成的图形的面积是________________.
4.(08江苏)满足条件的面积的最大值是___________.
5.在等腰中,是腰上的中线,且则面积的最大值是___________.
6.已知是圆上任意一点,问在平面上是否存在一点,使得若存在,求出点坐标;若不存在,说明理由.
变式:已知圆,问在轴上是否存在点和点,使得对于圆上任意一点,都有若存在,求出坐标;若不存在,说明理由.
7.在中,是的平分线,且
(1)求的取值范围;
(2)若的面积为1,求为何值时,最短.
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