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C5-031 求与抛物线y=x2相切的抛物线y=-x2+bx+c的顶点的轨迹.
【题说】 第十七届(1991年)全俄数学奥林匹克九年级题1. 【解】 抛物线y=x2与y=-x2+bx+c相切的充要条件是
2x2-bx-c=0
有唯一解,即
△=b2+8c=0
所以c=-b2/8.抛物线
y=-x2+bx-b2/8
的顶点为x=-b/-2=b/2,y=b2/8.消去b得所求的轨迹:
仍是一条抛物线.
C5-032 在坐标平面上,设方程
y2=x3+2691x-8019
所确定的曲线为E,连接该曲线上的两点(3,9)和(4,53)的直线交曲线E于另一点,求该点的横坐标.
【题说】 1992年日本数学奥林匹克预选赛题3.
【解】 容易求得所给直线的方程为y=44x-123,将它代入曲线方程并整理得
由方程根与系数的关系可知,所求的横坐标为1936-(3+4)=1929.
C5-033 已知圆的方程为x2+y2=4,试在坐标平面上求两点A(s,t)、B(m,n),使下列两条件满足:
(1)圆上任一点到A点的距离与到B点的距离之比为定值k; (2)s>m,t>n,且m、n均为正整数. 【题说】 1993年江苏省高中数学竞赛一试题4.
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【解】 设圆上任意一点为P(x,y)则
取P1(2,0),P2(-2,0),得
从
而 s=k2m
再取P3(0,2),P4(0,-2)又得
t=
k2n
(3)
化简
为 k2
(m2+n2)-4=0
所以 m=n=1,k2=2,所求点为(2,2),(1,1). C5-034 设P(x,y)为|5x+y|+|5x-y|=20上一点.求x2-xy+y2之最大、最小值.
【题说】 第三届(1993年)澳门数学奥林匹克第一轮题4. 【解】 方程图像,即x=2,x=-2,y=10,y=-10四直线围成的矩形,其顶点为A(2,-10),B(2,10),C(-2,10),D(-2,-10).由对称性仅需在AB、BC边考虑.在AB上,
Q=x2-xy+y2=4-2y+y2=3+(1-y)2
所以 3≤Q≤124(=3+(1+10)2)
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同理,在BC上,84≤Q≤124.所以
Q最大=124,Q最小=3
C5-037 已知实数a满足:有且仅有一个正方形,其四个顶点均在曲线y=x3+ax上,试求该正方形的边长.
【题说】 1993年德国数学奥林匹克(第二轮)题2. 【解】 设正方形的四个顶点为 A、B、C、D,那么ABCD的中心为原点O.否则,由于y=x3+ax为奇函数,因此A、B、C、D关于O点的对称点A′、B′、C′、D′也在曲线上,且A′B′C′D′也是正方形,与题设矛盾.
设四点为A(x0,y0),B(-y0,x0),C(-x0,-y0),D(y0,-x0),其中x0>0,y0>0,则
(1)×x0+(2)×y0,得
(1)×y0-(2)×x0,得
由(3)、(4)得
a=-r2(1-2sin2θcos2θ)
消去r2,得关于sin2θ的方程
(1+a2)(sin22θ)2-(4+a2)sin22θ+4=0 因sin22θ在(0,1)内只有一个根,所以
△=(a2+4)2-16(1+a2)=a4-8a2=0
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C5-038 在圆C∶(x-1)2+y2=2上有两个动点A和B,且满足条件∠AOB=90°(O为坐标原点),求以OA、OB为邻边的矩形OAPB的顶点P的轨迹方程.
【题说】 1994年全国高中数学联赛河北省预赛一试题3. 【解】 设各点坐标为A(x1,y1),B(x2,y2),P(x,y).依题意,
由(1)+(2)得
因为OAPB是矩形,有
x1+x2=
x
(5)
将(4)和(5)代入(3)得
[别解] 设圆心为D,矩形OAPB的中心为Q,则由平行四边形性质
2(DP2+DO2)=OP2+4DQ2=AB2+4DQ2=2(DA2+DB2) 从而
DP2=2DA2-DO2=2×2-12=3
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(x-1)2+y2=3
C5-039 已知P点在圆x2+(y-4)2=1上移动,Q点在椭
【题说】 1994年四川省高中数学联赛题二(5).
【解】 如图,先让Q点在椭圆上固定,显然当PQ通过圆心O1时,|PQ|最大,因而欲求|PQ|的最大值,即求|O1Q|的最大值.
设Q的坐标为(x,y),则
|O1Q|2=x2+(y-4)
2
(1)
x2=9(1-
y2)
(2) (2)代入(1)得 |O1Q|2=-8y2-8y+25