内容正文:
重难点专题44阿波罗尼斯圆与蒙日圆七大题型汇总
题型1阿氏圆与轨迹 1
题型2阿氏圆与圆锥曲线 3
题型3阿氏圆求非对称型最值 6
题型4阿氏圆与向量 8
题型5阿氏圆与立体几何 9
题型6椭圆中的蒙日圆 11
题型7双曲线与抛物线中的蒙日圆 14
题型1阿氏圆与轨迹
阿波罗尼斯圆的定义
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
【例题1】(2021下·陕西宝鸡·高三统考阶段练习)古希腊著名数学家阿波罗尼斯与欧几里得、阿基米德齐名.他发现:“平面内到两个定点,的距离之比为定值的点的轨迹是圆”.后来,人们将这个圆以他的名字命名,称为阿波罗尼斯圆,简称阿氏圆在平面直角坐标系中,,,点满足.则点的轨迹所包围的图形的面积等于( )
A. B. C. D.
【变式1-1】1. (2023上·浙江金华·高三阶段练习)已知圆的直径,点满足.记点的轨迹为,设与交于两点,则 .
【变式1-1】2. (江苏省海高三模拟考试数学试题)在平面直角坐标中,已知点,若直线上存在点使得,则实数的取值范围是 .
【变式1-1】3. (2021·湖南衡阳·校联考一模)阿波罗尼斯(约公元前262-190年)证明过这样一个命题:平面内到两定点距离之比为常数的点的轨迹是圆,后人将此圆称为阿氏圆.若平面内两定点、间的距离为4,动点满足,则动点的轨迹所围成的图形的面积为 ;最大值是 .
【变式1-1】4. (2019上·浙江杭州·高三浙江省杭州第二中学校考阶段练习)已知是平面上两个定点,平面上的动点满足,若对于任意的,不等式恒成立,则实数的最小值为 .
【变式1-1】5.(2023上·山东·高三沂源县第一中学校联考开学考试)我们都知道:平面内到两定点距离之比等于定值(不为1)的动点轨迹为圆.后来该轨迹被人们称为阿波罗尼斯圆.已知平面内有两点和,且该平面内的点满足,若点的轨迹关于直线对称,则的最小值是( )
A.10 B.20 C.30 D.40
【变式1-1】6.(多选)(2023上·贵州贵阳·高三清华中学校考阶段练习)阿波罗尼斯是古希腊著名数学家,与欧几里得、阿基米德被称为亚历山大时期数学三巨匠,阿波罗尼斯发现:平面内到两个定点的距离之比为定值,且的点的轨迹是圆,此圆被称为“阿波罗尼斯圆”.在平面直角坐标系中,,点满足.设点的轨迹为曲线,则下列说法正确的是( )
A.的方程为
B.点都在曲线内部
C.当三点不共线时,则
D.若,则的最小值为
题型2阿氏圆与圆锥曲线
阿波罗尼斯圆的证明
【定理1】设.若(且),则点的轨迹方程是,其轨迹是以为圆心,半径为的圆.
证明:由及两点间距离公式,可得,
化简可得①,
(1)当时,得,此时动点的轨迹是线段的垂直平分线;
(2)当时,方程①两边都除以得,化为标准形式即为:
,∴点的轨迹方程是以为圆心,半径为的圆.
图① 图② 图③
【例题2】(2021上·北京·高三北京市八一中学校考期末)古希腊数学家阿波罗尼斯的著作《圆锥曲线论》是古代世界光辉的科学成果,它将圆锥曲线的性质网罗殆尽,几乎使后人没有插足的余地,他证明过这样一个命题:平面内与两定点距离的比为常数(且)的点的轨迹是圆,后人将之称为阿波罗尼斯圆,现有椭圆,、为椭圆长轴的端点,、为椭圆短轴的端点,动点满足,的面积的最大值为,的面积的最小值为,则椭圆的离心率为 .
【变式2-1】1. (2021·安徽黄山·统考一模)在平面上给定相异两点A,B,设点P在同一平面上且满足,当 且时,P点的轨迹是一个圆,这个轨迹最先由古希腊数学家阿波罗尼斯发现,故我们称这个圆为阿波罗尼斯圆.现有双曲线, 分别为双曲线的左、右焦点,A,B为双曲线虚轴的上、下端点,动点P满足, 面积的最大值为4.点M,N在双曲线上,且关于原点O对称,Q是双曲线上一点,直线和的斜率满足 ,则双曲线方程是 ;过的直线与双曲线右支交于C,D两点(其中C点在第一象限),设点、分别为 、的内心,则的范围是 .
【变式2-1】2. (2021上·吉林通化·高三梅河口市第五中学校考期末)古希腊数学家阿波罗尼斯(约公元前262-190年),与欧几里得、阿基米德并称古希腊三大数学家;他的著作《圆锥曲线论》是古代数学光辉的科学成果,它将圆锥曲线的性质网络殆尽,几乎使后人没有插足的余地.他发现“平面内到两个定点的距离之比为定值的点的轨迹是圆”.后来,人们将这个圆以他的名字命名,称为阿波罗尼斯圆,简称阿氏圆.比如在平面直角坐标系中,、,则点满足所得点轨迹就是阿氏圆;已知点,为抛物线上的动点,