已知圆C:x^2+y^2+bx+ay-3=0(a,b为正实数)上任意一点关于直线L:x+y+2=0的对称点都在园C上,则1/a+3/b的...已知圆C:x^2+y^2+bx+ay-3=0(a,b为正实数)上任意一点关于直线L:x+y+2=0的对称点都在园C上,则1/a+3/b的最小值为?我已经知道答案,我要的是过程越细越好

问题描述:

已知圆C:x^2+y^2+bx+ay-3=0(a,b为正实数)上任意一点关于直线L:x+y+2=0的对称点都在园C上,则1/a+3/b的...
已知圆C:x^2+y^2+bx+ay-3=0(a,b为正实数)上任意一点关于直线L:x+y+2=0的对称点都在园C上,则1/a+3/b的最小值为?我已经知道答案,我要的是过程越细越好

郭敦顒回答:
圆C:x^2+y^2+bx+ay-3=0(a,b为正实数)的圆心Q在直线L:x+y+2=0上。
∵x+y+2=0,∴ y=―x―2。与X轴的交点为A(-2,0),与Y轴的交点为B(0,-2)
Y


L

A (0,-1)
O X
(-3,0) Q (1,0)
(-1,-1)
B
(0,-3)

:x^2+y^2+bx+ay-3=0
当y=0时,:x^2+ bx -3=0的2根x1与x2则有
X2<-2,0<x1,x1x2=-3,x1+x2=-b,
3/b取最小值,则b取最大值,b=|-2|=2,
此时,x1=1,x2=-3。
同理a取最大值,a =|-2|=2,
于是,1/a+3/b=2
圆心Q在AB中点上,半径R=√2

【1】L必须过圆心,这个你应该明白吧?
【2】然后 x^2+y^2+bx+ay-3=0 表示一个圆,那么圆心就是 (-b/2,-a/2) ,
半径平方= -(x^2+y^2)/4+3,这个值必须大于零
【3】将圆心代入直线,得a+b=4
【4】根据柯西不等式(a+b)(1/a+3/b) 》(1+√3)^2,即4+2√3,当且仅当3a/b=b/a时取等号,综合a+b=4,解得a=1,b=3,且符合【2】中条件
综上,最小值为 2
【二维柯西不等式】 (a^2+b^2)(c^2+d^2) 》(ac+bd)^2 当且仅当ad=bc时取等号
有不懂的欢迎追问

显然由题意知直线L过圆C的圆心(-b/2,-a/2),代入得a+b=4,则1/a+3/b=1/4(a+b)(1/a+3/b)=1/4(1+3a/b+b/a+3)≥1/4(4+2√3)
由此得最小值