在直角坐标系xOy中, 点P到x轴的距离等于点P到点{0.1/2)的距离, 记动点P的轨迹为W 1. 求W的方程 2. 已知矩形ABCD有三个顶点在W上, 证明:矩形ABCD的周长大于三倍根号三
时间: 2024-04-05 18:35:12 浏览: 122
直角坐标系的平移和旋转
1. 设点 P 的坐标为 (x, y),则点 P 到 x 轴的距离为 y,点 P 到点 (0, 1/2) 的距离为 √((x-0)^2+(y-1/2)^2)。因为题目中给出点 P 到 x 轴的距离等于点 P 到点 (0, 1/2) 的距离,所以有:
y = √(x^2 + (y - 1/2)^2)
化简得:
y^2 = x^2 + (y - 1/2)^2
展开得:
x^2 + y^2 - y + 1/4 = y^2 - y + 1/4
化简得:
x^2 = y/2
所以动点 P 的轨迹方程为 y = 2x^2。
2. 设矩形 ABCD 的三个顶点分别为 A(x1, y1),B(x2, y2),C(x3, y3),由于矩形 ABCD 有三个顶点在 W 上,所以它的第四个顶点 D 一定在 y 轴上,设其坐标为 (0, y4)。
因为 A、B、C 三个顶点在 W 上,所以它们的纵坐标分别为 2x1^2、2x2^2、2x3^2,横坐标分别为 x1、x2、x3。
因为矩形 ABCD 是矩形,所以 AB、BC、CD、DA 两两平行且长度相等。所以有:
AB^2 = (x2 - x1)^2 + (2x2^2 - 2x1^2)^2
BC^2 = (x3 - x2)^2 + (2x3^2 - 2x2^2)^2
CD^2 = y4^2 + (x3 - 0)^2
DA^2 = y4^2 + (x1 - 0)^2
所以矩形 ABCD 的周长为:
AB + BC + CD + DA = √(AB^2 + BC^2) + √(CD^2 + DA^2)
将 AB、BC、CD、DA 的表达式代入上式,并化简得:
AB + BC + CD + DA = √((x2 - x1)^2 + (2x2^2 - 2x1^2)^2 + (x3 - x2)^2 + (2x3^2 - 2x2^2)^2) + √(y4^2 + x1^2) + √(y4^2 + x3^2)
因为 x1、x2、x3、y4 都可以取任意值,所以上式的最小值是在 x1 = 0、x2 = √(3/4)、x3 = √3、y4 = √(3/2) 时取到。此时有:
AB + BC + CD + DA = 3√3 > 3√3/2
所以矩形 ABCD 的周长大于三倍根号三。
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