高二数学-求曲线方程

来源:百度知道 编辑:UC知道 时间:2024/06/06 00:00:50
与x轴和射线y=-√3x(x<0)都相切的圆的圆心轨迹方程是___________.

请给出详细解答过程,谢谢!
答案有两种情况,请将两种情况过程都解释一下,谢谢!

有2种方法可以解答:

(一)几何法:
圆与直线x轴、斜线y=-√3x(x<0)都相切,说明圆心到直线和斜线的距离相等。
由几何性质知,角平分线到角的两边的距离相等。
所以,圆心的轨迹就在直线与斜线的角平分线上。

斜线的斜率是k=-√3,即斜线与x轴的夹角是120度。
斜线与x轴组成的角有2个,一个是120度(斜线右边),另一个是60度(在斜线左边)
因此,对应的两条角平分线的斜率分别为:k1 = tan(60度) = √3,k2 = tan(150度) = -(√3)/3

因此,圆心的轨迹方程为:
y = √3 x(x>0) 和 y = -(√3/3)x(x<0)

(二)代数法:
设圆心轨迹经过点A(x,y),则A到x轴的距离与到斜线的距离相等。
由点(x,y)到直线l:ax+by+c=0的距离公式:d = |ax+by+c|/√(a^2+b^2),得:
点A到斜线y=-√3x(x<0)的距离是:
d = |√3x + y| / √((√3)^2+1^2)
= |√3x + y| / 2
而点A到x轴的距离为d = |y| = y(从坐标图上看,显然圆心在x轴上方,即y>0)
所以:
|√3x + y| / 2 = y
√3x + y = 2y,或 √3x + y = -2y
所以:
y = √3 x(y>0,即x>0)
或:y = -(√3/3)x(y>0,即x<0)

即求两线的夹角平分线,
当然有两条,画个图便知道
方程为:
y=-x/√3(x<0)和
y=√3x(x>0)