已知点A(-1,1),B(1,1),点P是直线y=x-2上的一点,满足∠APB最大,求点P的坐标及∠APB的最大值.
问题描述:
已知点A(-1,1),B(1,1),点P是直线y=x-2上的一点,满足∠APB最大,求点P的坐标及∠APB的最大值.
答
设点P(a,a-2),要使∠APB最大,只要tan∠APB最大.
∵a=3时,∠APB=0,∴a<3,3-a>0,如图所示.
∵KPA=
,kPB=a−3 a+1
,a−3 a−1
tan∠APB=|
|=|
KPA−KPB
1+KPA•KPB
|=|
−a−3 a+1
a−3 a−1 1+
•a−3 a+1
a−3 a−1
|=|(a−3)(a−1)−(a+1)(a−3) (a+1)(a−1)+(a−3)2
|=|3−a
a2−3a+4
|3−a
(3−a)2−3(3−a)+4
=
≤1 (3−a)−3+
4 3−a
=1,当且仅当3-a=2,即 a=1时,取等号.1 2
−3
4
∴∠APB的最大值为
,此时,点P的坐标为(1,-1).π 4
答案解析:设点P(a,a-2),要使∠APB最大,只要tan∠APB最小,求得tan∠APB=|
|=
KPA−KPB
1+KPA•KPB
,再利用基本不等式求得它的最大值,从而得点P的坐标.1 (3−a)−3+
4 3−a
考试点:两直线的夹角与到角问题.
知识点:本题主要考查两条直线的夹角公式,以及基本不等式,体现了转化的数学思想,属于中档题.