设A、B、C分别是复数Z0=ai,Z1=12+bi,Z2=1+ci(其中a,b,c都是实数)对应的不共线的三点.证明:曲线:Z=Z0cos4t+2Z1cos2tsin2t+Z2sin4t(t∈R)与△

题目简介

设A、B、C分别是复数Z0=ai,Z1=12+bi,Z2=1+ci(其中a,b,c都是实数)对应的不共线的三点.证明:曲线:Z=Z0cos4t+2Z1cos2tsin2t+Z2sin4t(t∈R)与△

题目详情

设A、B、C分别是复数Z0=ai,Z1=
1
2
+bi,Z2=1+ci(其中a,b,c都是实数)对应的不共线的三点.
证明:曲线:Z=Z0cos4t+2Z1cos2tsin2t+Z2sin4t  (t∈R)与△ABC中平行于AC的中位线只有一个公共点,并求出此点.
题型:解答题难度:中档来源:不详

答案

证明:曲线方程为:z=aicos4t+(1+2bi)cos2tsin2t+(1+ci)sin4t
=(cos2tsin2t+sin4t)+i(acos4t+2bcos2tsin2t+csin4t)
所以x=cos2tsin2t+sin4t=sin2t(0≤x≤1)
y=acos4t+2bcos2tsin2t+csin4t=a(1-x)2+2b(1-x)x+cx2
即y=(a-2b+c)x2+2(b-a)x+a(0≤x≤1)①
若a-2b+c=0,则Z0、Z1、Z2三点共线,与已知矛盾,故a-2b+c≠0.
于是此曲线为对称轴与x轴垂直的抛物线.
设AB中点M:class="stub"1
4
+class="stub"1
2
(a+b)i
,BC中点N:class="stub"3
4
+class="stub"1
2
(b+c)i

与AC平行的中位线经过M(class="stub"1
4
,class="stub"1
2
(a+b))
及N(class="stub"3
4
,class="stub"1
2
(b+c))
两点,
其方程为4(a-c)x+4y-3a-2b+c=0(class="stub"1
4
≤x≤class="stub"3
4
),
令4(a-2b+c)x2+8(b-c)x+4a=4(c-a)x+3a+2b-c,
即4(a-2b+c)x2+4(2b-a-c)x+a-2b+c=0,
由a-2b+c=0,得4x2+4x+1=0,此方程在[class="stub"1
4
,class="stub"3
4
]
内有唯一解x=class="stub"1
2

x=class="stub"1
2
代入①得y=class="stub"1
4
(a+2b+c)

所以,所求公共点坐标为(class="stub"1
2
class="stub"1
4
(a+2b+c)

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