Math Problem Statement

线段AB长度为2,AB的中垂线l交AB为O,l上一点P(和O不重合),设OP=x,过A和B分别作PA和PB的垂线交于Q,设OQ=y,求y关于x的函数表达式。

Solution

设线段 ABAB 的两个端点分别为 AABB,中点 OOABAB 的中垂线上。我们将 ABAB 的中点 OO 设为坐标原点,AABB 的坐标分别为 (1,0)(-1, 0)(1,0)(1, 0)

PP 点在中垂线 ll 上,且 PP 点坐标为 (0,x)(0, x)

首先计算 PAPAPBPB 的距离: PA=(0(1))2+(x0)2=1+x2PA = \sqrt{(0 - (-1))^2 + (x - 0)^2} = \sqrt{1 + x^2} PB=(01)2+(x0)2=1+x2PB = \sqrt{(0 - 1)^2 + (x - 0)^2} = \sqrt{1 + x^2}

根据题意,点 QQPAPAPBPB 的垂线交点。我们知道, OQOQPAPAPBPB 的公垂线。

计算 OQOQ: 设 OQOQyyQQ 点的坐标为 (0,y)(0, y)

由于 QQ 点在 PAPAPBPB 的垂线上,我们可以利用直角三角形的性质计算 yy。在 OPA\triangle OPA 中,OPOP 为斜边,OQOQ 为其上的垂线段: OQ=y=PAPB(PA+PB)2AB2=1+x2(1+x2)+(1+x2)2OQ = y = \frac{PA \cdot PB}{\sqrt{(PA+PB)^2 - AB^2}} = \frac{1+x^2}{\sqrt{(1+x^2) + (1+x^2) - 2}}

由于 PA=PB=1+x2PA = PB = \sqrt{1+x^2},且 AB=2AB = 2,则 OQ=y=1+x22(1+x2)2=1+x22(x2)OQ = y = \frac{1+x^2}{\sqrt{2(1+x^2) - 2}} = \frac{1+x^2}{\sqrt{2(x^2)}}

整理得 y=1+x22x=1+x22xy = \frac{1+x^2}{\sqrt{2}x} = \frac{1+x^2}{\sqrt{2}x}

因此,yy 关于 xx 的函数表达式为: y=1+x22xy = \frac{1+x^2}{\sqrt{2}x}

是否需要进一步的详细解释或有其他问题?

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小贴士:在几何题中,利用对称性和坐标系可以简化计算过程。

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