如图,在直角梯形ABCD中,AB//DC,DA垂直AB,且AD=DC=1,AB=3若点P在以C为圆心,与直线BD相切的圆内运动,且向量AP=a向量AD+b向量AB,则实数a+b取值范围是

来源:学生作业帮助网 编辑:作业帮 时间:2024/11/06 06:24:43

如图,在直角梯形ABCD中,AB//DC,DA垂直AB,且AD=DC=1,AB=3若点P在以C为圆心,与直线BD相切的圆内运动,且向量AP=a向量AD+b向量AB,则实数a+b取值范围是
如图,在直角梯形ABCD中,AB//DC,DA垂直AB,且AD=DC=1,AB=3若点P在以C为圆心,与直线BD相切的圆内运动,且向量AP=a向量AD+b向量AB,则实数a+b取值范围是

如图,在直角梯形ABCD中,AB//DC,DA垂直AB,且AD=DC=1,AB=3若点P在以C为圆心,与直线BD相切的圆内运动,且向量AP=a向量AD+b向量AB,则实数a+b取值范围是
以点A为原点,AB和AD分别为x,y轴建立直角坐标系
则B,C,D坐标分别为(3,0),(1,1),(0,3)
|BD|=√(1+9)=√10,设C到BD的高为h
则有△DCB面积求法可知h|BD|=|CD|·|AD|
∴h=1/√10,∴P在圆(x-1)²+(y-1)²=1/10
又向量AP=a向量AD+b向量AB
∴点P的坐标为(3b,a),∵点P在圆内
∴(3b-1)²+(a-1)²

BD=√(AB²+AD²)=√(3²+1²)=√10,则圆C的半径 r=DC*AD/BD=1*1/√10=√10/10;

以A为原点、AB为 x 轴建立直角坐标系,则坐标B(3,0)、D(0,1)、C(1,1);

圆C的方程:(x-1)²+(y-1)²=1/10;

设P点坐标为(x,y),则向量 AP=a*向量AD+b*向量AB=aj+3bi=xi+yj,其中 x=3b,y=a;

a+b=y+(x/3),当直线 y+(x/3)=a+b 与圆C相切时,a+b 取得最大和最小值;

将 x=3(a+b-y) 代入圆C方程:(x-1)²+[3(a+b)-3x-1]²=1/10;

化简 10x²-[18(a+b)-4]x+(9/10)+[3(a+b)-1]²=0;

当:[18(a+b)-4]²-4*10*{(9/10)+[3(a+b)-1]}²=0 时,对应 a+b 的极值;

化简上式:-9(a+b)²+42(a+b)-19=0;

解得 a+b=(7-√30)/3,或 a+b=(7+√30)/3;

即 a+b∈[(7-√30)/3,(7+√30)/3];