阿波罗尼斯圆 讲义-2024-2025学年高二上学期数学人教A版(2019)选择性必修第一册

2024-11-18
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阿波罗尼奥斯圆 阿波罗尼奥斯(Apollonius约公元前 262~192),古希腊数学家,与欧几里得、阿基米德并称为亚历山大时期数学三巨匠。阿波罗尼奥斯年青时到亚历山大城跟随欧几里得的后继者学习,和当时的大数学家合作研究。他对圆锥曲线有深刻而系统的研究,主要研究成果集中在他的代表作《圆锥曲线论》一书中,阿波罗尼斯圆是他的研究成果之一。 定义:平面上有两个定点A、B,P是平面内一动点,且PA与PB的线段长之比是定值(>0且≠1),那么P的轨迹就是一个圆,此圆称为“阿波罗尼奥斯圆”。且这个圆与直线AB的交点是线段AB的内、外分点,比例为:1。 注:时,点P的轨迹是线段AB的中垂线。 引理1、角平分线定理:如图△PAB中,AC平分∠APB,则PA:PB=CA:CB. 引理2、外角平分线定理:如图△PAB中,AD平分外角∠APE,则PA:PB=DA:DB. 证明: 由引理1、引理2可得: ∵A、B为定点,且为定值 ∴点C、D 为直线AB上的定点,且∠CPD=90° ∴点P的轨迹为以CD为直径的圆. 定理1、设P(x,y)、A(-a,0)、B(a,0),若PA:PB=(>0且≠1),则点P的轨迹方程为: 阿波罗尼奥斯圆的性质 1) 当时,点B在⊙O内,点A在⊙O外; 当时,点B在⊙O外,点A在⊙O内。 2) 阿波罗尼奥斯圆的直径为,面积为。 3) 因,故BP是⊙O的切线。若已知⊙O及⊙O外一点A,即可作出对应的点B,反之亦然。 4) 过B作⊙O的切线BP,则PC、PD分别为∠APB内、外角平分线。 5) 阿波罗尼斯圆的直径两端是按比例内分AB和外分AB的两个分点,即C为内分点,D为外分点,PC平分∠APB,PD平分∠APB的外角。 6) 过A作不与PA重合的弦EF,则AB平分∠EBF. 阿波罗尼奥斯圆的应用 真空中两个异种点电荷,电荷量不相等时,如果规定无穷远处电势为0,那么两个电荷附近区域内的等势面就是一个阿氏球。 例:如图,真空中电荷量为2q和-q(q>0)的两个点电荷分别位于M点和N点,形成一个以MN延长线上O点为球心,电势为零的等势面(取无穷远处电势为0),P为MN连线上的一点,S为等势面与直线MN的交点,T为等势面上的一点,下列说法正确的是( ) A. P点电势低于S点电势 B. T点电场强度方向指向O点 C. 除无穷远处外,MN直线上还存在两个电场强度为零的点 D. 将正试探电荷q0从T点移动到P点,静电力做正功 1、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 2、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,,分别为椭圆的左右焦点,动点满足面积的最大值为面积的最小值为,则椭圆的离心率为(    ) A. B. C. D. 3、阿波罗尼斯是古希腊著名的数学家,对圆锥曲线有深刻而系统的研究,阿波罗尼斯圆就是他的研究成果之一,指的是:已知动点M与两定点Q,P的距离之比,那么点的轨迹就是阿波罗尼斯圆.已知动点的轨迹是阿波罗尼斯圆,其方程为,定点为轴上一点,且,若点,则的最小值为(    ) A. B. C. D. 4、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A,B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,点的轨迹为曲线,下列结论正确的是(    ) A.曲线的方程为 B.直线与曲线有公共点 C.曲线被轴截得的弦长为 D.面积的最大值为 5、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.当,,三点不共线时,则 C.在上存在点,使得 D.若,则的最小值为 6、阿波罗尼斯(约前262—前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,后人将这个圆称为阿波罗尼斯圆.若平面内两定点,,动点P满足,则点P的轨迹方程是 . 7、阿波罗尼斯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,后人将这个圆称为阿波罗尼斯圆.若平面内两定点A,B间的距离为3,动点满足,则的范围为 . 8、已知平面上两定点A、B,则所有满足(且)的点P的轨迹是一个圆心在直线AB上,半径为的圆.这个轨迹最先由古希腊数学家阿波罗尼斯发现,故称作阿氏圆.已知棱长为3的正方体ABCD-A1B1C1D1表面上动点P满足,则点P的轨迹长度为 . 9、平面上两点A、B,则所有满足且k不等于1的点P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,故称阿氏圆.已知圆上的动点P满足:其中O为坐标原点,A点的坐标为. (1)直线上任取一点Q,作圆的切线,切点分别为M,N,求四边形面积的最小值; (2)在(1)的条件下,证明:直线MN恒过一定点并写出该定点坐标. 10.阿波罗尼斯是古希腊著名数学家,他的主要研究成果集中在他的代表作《圆锥曲线》一书中.阿波罗尼斯圆是他的研究成果之一,指的是已知动点与两定点,的距离之比,是一个常数,那么动点的轨迹就是阿波罗尼斯圆,圆心在直线上.已知动点的轨迹是阿波罗尼斯圆,其方程为,定点分别为椭圆的右焦点与右顶点,且椭圆的离心率为. (1)求椭圆的标准方程; (2)如图,过右焦点斜率为的直线与椭圆相交于,(点在轴上方),点,是椭圆上异于,的两点,平分,平分. ①求的取值范围; ②将点、、看作一个阿波罗尼斯圆上的三点,若外接圆的面积为,求直线的方程. 学科网(北京)股份有限公司 $$

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