李丹
解析几何问题通常较为复杂,解题过程中的运算量较大.在解题时,我们通常要采用各种不同的手段,如构造几何图形、运用曲线的定义、设参等来简化运算,提升解题的效率.有些解析几何问题中会涉及隐圆,如何挖掘出有关隐圆的信息,巧妙构造出圆,运用圆的性质或者方程来解题呢?下面结合实例进行探讨.
一、根据圆的性质构造圆
圆的性质很多,如:(1)圆是轴对称图形,也是中心对称图形;(2)圆内接四边形的对角互补;(3)垂直于弦的直径平分这条弦,并且平分弦所对的两条弧;(4)直径所对的圆周角为直角.在解答解析几何问题时,我们可以寻找与圆的性质相关的几何关系,如对称、互补、垂直等,以构造出圆,运用圆的性质、方程来解题.
例1
解:
我们根据题意可判定∠OAP 与∠OBP 互补,那么就可以根据圆的性质:圆内接四边形的对角互补,判定 A,O,B,P 这四个点就在同一个圆上,这样就构造出一个新圆,确定圆的圆心和半径,即可求得问题的答案.
例2
解:
解答本题的关键是根据PA?PB = 0(PA ⊥ PB) ,以及圆的性质:直径所对的圆周角为直角,判定动点 P 的轨迹是圆.确定了圆的圆心坐标和半径,即可求得圆的方程,再根据点到直线的距离公式进行求解即可.
二、根据圆的定义构造圆
我们知道,平面内到定点的距离等于定长的点的轨迹是圆,这是圆的定义.在解答解析几何问题时,我们要注意寻找“定点”“定长”这样的隐含信息,并将其与圆的定义关联起来,求得圆的方程,利用據圆的性质和方程来解题.
例3
解:
此题侧重于考查同学们对圆的定义的理解.命题者将有关圆的信息隐藏在题目中,如果我们没有发现的话解题的计算量就会很大.我们根据圆的定义求得新圆的方程,即可将问题转化为两圆的位置关系问题.
例4
解:
我们将O视为定点,将 |OM | = 1视为定长,即可根据圆的定义确定点 M 的方程,将求 | |PA +PB 的最小值转化为求直线 x + y - 4 = 0 上任意一点到圆 x 2 + y2 = 1上任意一点的距离的最小值.
三、根据圆的方程构造圆
圆的标准方程为 (x - a) 2 +(y - b) 2 = r 2 ,其中圆的圆心为 (a,b) ,半径为r.在解答解析几何问题时,若根据题意可得到形如 (x - a) 2 +(y - b) 2 = r 2 ,(x - a) 2 +(y - b) 2 的式子,我们就可以将其视为圆的方程,构造出圆,根据圆的性质、定义来解题.
例5
解:
由 x 2 + y2 = λ + 1,我们可以联想到圆的方程,于是构造以(0,0)为圆心、半径为 λ + 1 的圆,将问题转化为圆 x 2 + y2 = λ + 1与线段 AC 有两个交点问题来求解.
例6
解:
由 |PA| 2 + |PB| 2 为定值,可以得出 x 2 + y2 = m2 ,显然该方程为圆的方程,则可以判定点 P 的轨迹是圆,那么只需要根据圆与圆的位置关系解题即可.
在解答解析几何问题时,要仔细挖掘隐含条件,将问题与圆的方程、性质、定义关联起来,构造出圆,利用圆的方程、性质、定义,根据直线与圆、圆与圆之间的位置关系来解题.