已知实数x,y满足方程x^2+y^2-4x+1=0,(1)求y/x的最大值和最小值;(2)求y-x的最小值;(3)求x^2+y^2的最大值和最小值.
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已知实数x,y满足方程x^2+y^2-4x+1=0,(1)求y/x的最大值和最小值;(2)求y-x的最小值;(3)求x^2+y^2的最大值和最小值.圆的方程为(x-2)^2+y^2=3 ,圆心为(2,0)(1)。设y/x =k ,则y=kx ,当直线y=kx 与圆相切时,k有最大最小值因为 R = |2k-0|/√(1+k^2)所以4k^2 = 3(1+k^2) ,解得:最大k=√3 ,最小k=-√3(2)。设y-x=k ,则y=x+k ,把y=x+k代入x^2+y^2-4x+1=0中得: 2x^2 +2(k-2)x +k^2 +1=0因为△≥0 ,所以4(k-2)^2 -8(k^2+1)≥0解得:√6-2≤k≤√6+2 ,最小k= √6-2 (3)。因为圆的方程为(x-2)^2+y^2=3 所以设x=2+√3*cosa ,y=√3*sina 所以x^2 +y^2 = 4+4√3*cosa + 3*(cosa)^2 + 3*(sina)^2 = 7 + 4√3*cosa因为-1≤cosa≤ 1 ,所以 7-4√3≤x^2 +y^2 ≤7+4√3所以最大(x^2+y^2)=7+4√3 ,最小(x^2+y^2)=7-4√3。
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本题完全可以用几何方法来解决。x^2+y^2-4x+1=0---(x-2)^2+y^2=3。圆心是点A(2,0),半径R=√31)y/x=k的几何意义是经过原点的直线的斜率。在此,它的最值显然是切线的斜率。由原点O(0,0)、圆心A(2,0)、切点T组成的直角三角形ATO中,||OT|^2=|OA|^2-|AT|^2=2^2-(√3)^2=1---tan∠AOT|AT|/|OT|==√3/1=√3所以y/x=k有最小值-√3、最大值√3。2)设y-x=c---y=x+c,因此c就是此直线y=x+c在y轴上的截距。它的最值显然就在切线处。根据切线性质:圆心到切线的距离等于半径。所以|0-2+c|/√2=√3---|c-2|=√6---c-2=+'-√6---c=2+'-√6。所以y-x的最小值是2-√6,最大值是2+√6。3)x^2+y^2=[√(x^2+y^2)]^2的几何意义是原点P到圆上的点P(x,y)的距离|OP|的平方,它的最值显然是经过圆心的割线的长。|OP|max=|OA|+R=2+√3; |OP|min=|OA|-R=2-√3x^2+y^2=|OP|^2的最小值是(2-√3)^2=7-4√3,最大值是(2+√3)^2=7+4√3。附注:此解法仅仅适用于圆的问题。
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换算,(x-2)^2+y^2=3 该方程是个圆。通过作图法,问题就很好解决了。
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原方程是个圆。将后几个式子的值都定为k,并将其用y的函数表示,如:y=kx;y=x+k;x^2+y^2=k。然后作图,用k 的几何意义来解