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问题: △ABC的内切圆与BC相切于五分之一

B,C定点,BC=10,且△ABC内切圆与BC切于五分之一处,求顶点A的轨迹方程

解答:

B,C定点,BC=10,且△ABC内切圆与BC切于五分之一处,求顶点A的轨迹方程

如图
已知BC=10。设△ABC的内切圆O与BC、AB、AC依次相切于点D、E、F,且点D分BC=10为BD:CD=1:5
设AE=m
所以,BD=2,CD=8
因为圆O为△ABC的内切圆,D、E、F为切点
那么:
AF=AE=m
BD=BE=2
CD=CF=8
那么:AC-AB=(AF+CF)-(AE+BE)=(m+8)-(m+2)=6
即,点A到C、B的距离之差为6
那么,以BC所在直线为x轴,过BC中点且垂直于BC的直线为y轴,建立直角坐标系
那么,B(-5,0),C(5,0)
A点即为到C、B两点距离之差为6的点的集合。很显然,这是双曲线的一支。C、B两点即为焦点
所以:
c=5
2a=6,则:a=3
又,c^2=a^2+b^2
所以,b^2=c^2-a^2=16
那么,点A的轨迹方程是:x^2/a^2-y^2/b^2=1
即:
x^2/9-y^2/16=1
当然,从给定的图形来看,点A到点C的距离较大,所以,它应该是上述双曲线的左半支。
但是,题目仅仅只是说点D分BC为1/5,并没有具体说点D距离B近些还是距离C近些。所以,当点D分BC为BD:CD=5:1,即D靠近点C一些时,点A就是上述双曲线的右半支。
故,总的来说,点A的轨迹方程就是:
x^2/9-y^2/16=1