本题导读

本题考查圆的方程与几何性质,以及直线的斜率公式。

📌【题干】

Question

(1990年全国卷(理)) 如果实数 满足等式 ,那么 的最大值是 ()

A.          B.          C.          D.

🔍【思路分析】

破题导航

  1. 挖掘几何意义:已知代数式满足的等式 是一个以 为圆心, 为半径的圆。而目标代数式 可以看作是圆上的点 与原点 连线的斜率。
  2. 寻找边界条件:要使斜率 取得最大值,过原点的直线 必须与该圆相交或相切。当直线与圆相切且斜率为正时,斜率达到最大。
  3. 建立方程求解:利用圆心到直线的距离等于半径这一几何条件(点到直线距离公式),列出关于 的方程,求出正根。

✅【答案】

Success

D

✍【详细解析】

Abstract

解:设 ,则 ,即 . 由题意,点 在圆 上,圆心为 ,半径 .

当直线与圆有公共点时,圆心到直线的距离 必须小于或等于半径 :

化简不等式:

两边平方得:

解得:

因此, 的最大值为 .

💡【考点归纳与避坑指南】

Danger

  1. 核心考点:圆的解析几何性质,点到直线的距离公式,解析几何中常见代数式的几何意义。
  2. 核心方法:
    • 数形结合法(斜率法):将分式 视作动直线斜率,利用切线位置确定最值,比纯代数计算更直观、高效。
    • 三角换元法:设 ,代入分式后利用辅助角公式亦可解出,但过程相对繁琐。
  3. 避坑指南:
    • 使用点到直线距离公式时,注意将直线方程化为一般式 ,避免分子、分母项代错。
    • 注意切线有两条(一条斜率为 ,另一条为 ),题目要求的是“最大值”,故取正值。

📖【试题探源与推广】

Tip

  1. 试题探源:本题属于“规划与最值”类的经典解析几何题,源自教材中对直线与圆位置关系综合应用的训练。通过斜率转换,将非线性规划问题转化为几何图形的临界状态问题。
  2. 结论推广:对于点 在圆 上(原点在圆外,即 ),代数式 的最值满足方程: 本题中将 代入,可直接算得最大值为 。

🔗【关联脉络】

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