平面上有两点A(-1,0),B(1,0),P为圆x2+y2-6x-8y+21=0上的一点,试求S=|AP|2+|BP|2的最大值与最小值,并求相应的P点坐标.

发布时间:2020-07-31 12:36:41

平面上有两点A(-1,0),B(1,0),P为圆x2+y2-6x-8y+21=0上的一点,试求S=|AP|2+|BP|2的最大值与最小值,并求相应的P点坐标.

网友回答

解:把已知圆的一般方程化为标准方程得(x-3)2+(y-4)2=4,设点P的坐标为(x0,y0),
则.…(2分)
∵点P(x0,y0)在已知圆上,∴=6x0 +8y0-21=0,∴S=4(3x0 +4y0-10).
∵(x-3)2+(y-4)2=4,可设x0=3+2cosθ,y0 =4+2sinθ.
∴S=4(3x0 +4y0-10)=4(6cosθ+8sinθ+15)=40sin(θ+?)+60,其中,tan?=,0<?<.
∵-1≤sin(θ+?)≤1,∴20≤S≤100,再由tan?=,0<?<,可得 cos?=,sin?=.
当S=100时,sin(θ+?)=1,θ+?=,θ=-?.
∴sinθ=cos?=,cosθ=sin?=,∴x0=3+2cosθ=,y0 =4+2sinθ=.
当 S=20时,sin(θ+?)=-1,θ+?=,θ=-?.sinθ=-cos?=-,cosθ=-sin?=-,
∴x0=3+2cosθ=?? y0 =4+2sinθ=.
∴S的最大值是100,这时点P的坐标是,S的最小值是20,这时点P的坐标是().
解析分析:设点P的坐标为(x0,y0),则有S=4(3x0 +4y0-10),设x0=3+2cosθ,y0 =4+2sinθ,则S=40sin(θ+?)+60,其中,tan?=,0<?<.根据-1≤sin(θ+?)≤1,可得20≤S≤100,当S=100时,sin(θ+?)=1,θ+?=,θ=-?,求出点P的坐标;同理求得 S=20时点P的坐标.

点评:本题主要考查正弦函数的定义域和值域,点与圆的位置关系,诱导公式的应用,属于中档题.
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