数学星空
发表于 2013-7-6 12:10:21
呵呵,其实解析法对于1#的问题可以很简单:
设M(0,0),A(-1,0),B(1,0),T(0,z),C(x,y)
则过ABC的圆x^2+(y+(1-z^2)/(2*z))^2=((1+z^2)/(2*z))^2
化简得:x^2=(1/z+y)*(z-y)(1)
由于TC=TM,则圆心T的方程 x^2+(y-z)^2=z^2
化简得x^2+y^2=2*y*z, 即z=(x^2+y^2)/(2*y) (2)
将(2)代入(1)化简得(x^2+y^2)^2=2*(x^2-y^2) (3)
又AC=sqrt((1+x)^2+y^2), BC=sqrt((1-x)^2+y^2), AM=1
代入(AC*BC)^2-AM^4=(x^2+y^2)^2-2*(x^2-y^2)=0
即证明了AC*BC=AM^2,且T为双纽线(3)上的一点。
wayne
发表于 2013-7-6 13:56:21
代入特征点发现 ABC方程写错了:
x^2=-(y+1/z)(y-z)
hujunhua
发表于 2013-7-6 16:01:44
@wayne
我在2#专事说明了命题与双纽线的关系,却漏了关键的一句交代:双纽线定义为到两定点(-1, 0)和(1, 0)的距离之积为1的点的轨迹。
按此定义可以推导出它的方程为: (x^2+y^2)^2=2(x^2-y^2)
双纽线毕竟远远不如椭圆那样出名,它的这个定义更不出名,所以交代一下还是必要的,否则,2#的内容似乎没点题。
顺便,由上述直角坐标系中的方程易得到一个简明极坐标方程:\rho=\sqrt{2cos(2\theta)}.
wayne
发表于 2013-7-6 16:49:34
嗯。
所以M点也是 轨迹上的一点。
关于轨迹的命题,还是用解析几何的方法 更能揭露本质关系
其他方法充其量也只是奇巧淫技。
hujunhua
发表于 2013-7-6 17:42:13
本帖最后由 hujunhua 于 2013-7-6 17:43 编辑
14#wayne
严重存疑!
如果我说“解析几何的长处就在于隐蔽几何意义于无情计算之下,而不是揭示本质关系”,就会产生了一个无法判定的争议,因为恐怕我俩谁都不能明确地定义所谓“本质关系”。
我只能说,隐蔽2#的背景说明,这就是一个纯粹的平面几何题,不露一丝轨迹的迤巴。
之所以发在趣题妙解版块,是因为我相信一定存在巧妙的几何证明,不依赖任何三角变换和轨迹交点计算。
wayne
发表于 2013-7-6 17:52:57
hujunhua 发表于 2013-7-6 17:42
14#wayne
严重存疑!
如果我说“解析几何的长处就在于隐蔽几何意义于无情计算之下,而不是揭示本质关系” ...
哈哈,老大,你试试延长MT 2倍看看, :)
直觉告诉我,此方法一定行,我待会整理一下答案。
wayne
发表于 2013-7-6 18:17:07
延长MT,至K点,使得 TM=TK.
则容易得知,A,C,K三点共线, 于是问题转化为 证明 AK=BC
也即是证明 BC=BK
换句说话,就是证明 角BKC = 角BCK
因为 角BCK = 角BCT +角KCT
角BCT = 角 BAT
角KCT = 角 ABT
因为TA=TB,所以,角 ABT = 角 ABT
即 CT是角平分线,T是三角形BCK的内心。
根据TC=TK,立得 BC=BK
噢耶,此方法基本上 没啥运算哦~~:tip: 。
hujunhua
发表于 2013-7-6 21:20:09
本帖最后由 hujunhua 于 2013-7-8 18:03 编辑
设AM=1,按wayne的标记,设角AMC=b, 按极坐标方程,当有MC=\sqrt{2cos(2b)}
若A, C, K共线,必有MC⊥AC, 故MC=cosb, 得cosb=\sqrt{2cos(2b)}, 解得b=arcsin\(sqrt{3}/3).
可见wayne的证明仅对这一种情况成立。
事实上,MC⊥AC一般不成立,A, C, K一般不共线。 wayne可能是从画图直觉得到的启示吧,唯一特例就给撞上了,中大奖了:P 。
下面就是wayne画的图吧,容易看到MC⊥AC,BT⊥AC,所以MC∥BT,故a+b=90度. a, b就是wayne在前面的三角法中所标的角,即图中的单弧标记和双弧标记的角。因此,将K点沿AB反射过去到K'点,K'点必在弓形弧所在的圆上,故M必是该圆直径 的3等分点。
wayne
发表于 2013-7-6 22:01:21
汗,低级错误啊!
无处遁形啊!
:dizzy:
wayne
发表于 2013-7-6 22:23:39
老大,我又有主意了,:L ,请鉴定,确信这次是真的修成正果了:
做圆心在T点,半径为MT的圆,设圆与弧长的交点为D,延长AC,交圆T与点E。
则 AM^2=AC*AE, 所以 我们需要证明 AE=BC,即证明AE=AD
∠TAE= ∠TBC ,根据对程性,∠TAD =∠TBC,所以∠TAE =∠TAD
于是直角三角形TAI TAJ全等。所以AI=AJ,TI=TJ,继而AC=AL,IC=JL
于是AE=AD,得证了 ,:P