本题导读

本题考查圆的切线长定理,以及直角三角形中的三角函数。

📌【题干】

Question

(2004年全国卷I(理)) 由动点 向圆 引两条切线 ,切点分别为 , ,则动点 的轨迹方程为 .

🔍【思路分析】

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  1. 第一步逻辑(读出圆的核心要素):由圆的方程 直接读出圆心 与半径 。
  2. 第二步逻辑(转化角度条件):连接圆心 与动点 ,根据切线的对称几何性质, 严格平分两条切线的夹角,在直角三角形 中,锐角 。
  3. 第三步逻辑(求解恒等性质距离):利用直角三角形的特殊锐角三角函数关系,求出斜边 的长度。
  4. 第四步逻辑(写出轨迹方程):由于 为定长,动点 的轨迹显然是一个同心圆,套用圆的标准方程公式写出代数解。

✅【答案】

Success

✍【详细解析】

Abstract

  • 第一步:提取已知圆的基本几何量 已知圆的方程为 ,其圆心为坐标原点 ,半径为:

  • 第二步:利用切线对称性将夹角向直角三角形化归 连接 .根据圆的切线几何性质定理,圆心与切点的连线严格垂直于切线:

    根据从圆外一点引圆的两条切线所具备的中心轴对称性质,圆心与外点的连线 严格平分切线夹角 :

  • 第三步:求解斜边 的几何定长 在直角三角形 中,直角边 ,其对应的对角 。根据正弦三角函数定义式: 将特殊角值 代入方程(式4)中:

  • 第四步:写出动点 的轨迹方程 设动点 的坐标为 。 由(式5)可知,动点 到定点(原点 )的欧氏距离恒等于定值 2: 对(式6)两边同时取平方,直接消除根号,输出动点 的标准轨迹方程:

填空题答案:

💡【考点归纳与避坑指南】

Danger

  1. 核心考点:切线中直角三角形 的构建; 30°所对直角边是斜边一半的初等几何定理应用。
  2. 核心方法:几何性质法(恒等性质法)。
  3. 避坑指南:
    • 切勿混淆“轨迹”与“轨迹方程”的问法表述:题目明确要求填写的是“轨迹方程”,必须写成含有 的等式 .如果填写为几何语言“以原点为圆心, 2 为半径的圆”,则不符合解析几何“方程化”的阅卷指标,会被判定为 0 分。

📖【试题探源与推广】

Tip

  1. 试题探源: 本题出自高中数学教材解析几何“直线与圆的位置关系”章节关于切线长定理应用的课后核心复习基础题,是高考考查数形结合素养最标准的低档送分填空题。
  2. 结论推广: 过圆 外一点 作两条切线,若两切线夹角恒为 ,则由直角三角形边角关系 ,故动点 的轨迹是同心圆 。

🔗【关联脉络】

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