例谈利用几何画板解决圆的问题
2012-08-28江苏省南京市大厂高级中学张路民
中学数学杂志 2012年7期
☉江苏省南京市大厂高级中学 张路民
我们知道当一条线段绕着它的一个端点在平面内旋转一周时,它的另一个端点的轨迹叫做圆.我们在解决圆的相关题目时常常会遇到一些动圆或者是隐形圆.这类问题往往处理起来比较棘手,原因主要在于它们太抽象,但如果我们能借助于几何画板将其画出甚至动起来就变得很形象了,当然问题也就容易解决多了.下面笔者举两个例题加以分析.
一、利用几何画板解决动圆问题
例1 如图1,在直角坐标系xOy中,A(a,0)(a>0)、B(0,a)、C(-4,0)、D(0,4),设△AOB的外接圆的圆心为E,点P在圆E上,使△PCD的面积等于12的点有且只有三个,试问:这样的⊙E是否存在?若存在,求出⊙E的标准方程,若不存在,说明理由.
分析:本题中的⊙E显然是一个动圆,随着a的取值的变大,⊙E也会逐步变大,因此若借助于几何画板进行演示将会非常有助于问题的解决.

图1
由平行线性质我们知道:两条直线平行,其中一条直线上的任意点到另一条直线的距离相等.

图2
故满足条件的平行线有两条,方程分别为l1:x-y+10=0,l2:x-y-2=0.又因为点P在⊙E上,故所求点即为圆与直线l1、l2的交点
借助于几何画板加演示.如图2,作出直线l1、l2作△AOB的外接圆,将圆小慢慢变大,当圆与直线l1l2有三个交点时即为所求圆
所以这样的⊙E存在,其程为:(x-5)2+(y-5)2=50.
评注:本题借助于几何画板通过辅助直线l1、l2将动圆问题形象的展示出来,使得原本非常抽象的问题具体化,我们在改变圆的大小的过程中能够很直观的感受到点P从无到有的过程.

图5图6

图7
延伸:经进一……
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