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高壹數學寒假作業

X?+Y?-4X+1=0

(X-2)?+Y? = 3

此為以 (2,0) 為圓心 r = √3 為半徑的圓

(1)

設 y/x = k

y = kx 表示通過原點斜率為k的直線。

當直線與圓恰好相切時,斜率最大或最小

對於最大的斜率情況,傾斜角的正弦為

sinα = 半徑/原點與圓心間距離 = √3 /2

α = 60 度

tanα = √3

Y/X的最大值√3

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(2)

設 Y - X = b 表示斜率為1截距為b的直線

截距最小(或最大)時,直線與圓相切

經過切點的半徑所在直線方程為

y - 0 = (-1)(x-2)

y = 2-x

(X-2)?+Y? = 3

(X-2)? = 3/2

x = 2 ±√6/2

截距最小情況對應 x = 2 +√6/2

此時 y = 2 - x = -√6/2

通過切點 (2+√6/2, -√6/2) 且斜率為 1的直線方程為

y +√6/2 = x - (2 + √6/2)

y = x - (2 + √6)

截距 b 最小值為 -√6 -2

也就是 Y - X 最小值

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(3)

x? + y? 代表 原點到圓上任意壹點的距離的平方

顯然 最小值為

(2 - √3 )?

最大值為 (2 +√3)?

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以上是利用平面幾何來解決的。還可以用 代數 來解決

(1)以y=kx代入原方程,利用判別式≥0 求k的範圍

(2)以y=x+b代入原方程,利用判別式≥0 求b的範圍

(3) 利用 (X-2)?+Y? = 3 求出 x的取值範圍,把x的取值範圍代入到 X?+Y?= 4X-1 中求X?+Y?範圍