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已知动点 P 在圆 x2+y2=1 上,定点 Q 的坐标为 (1,1), 动点 T 满足 OT=λOP+μOQ, 其中 λ,μ0,λ2+2μ2=4, 求 |QT| 的最大值.


P(cosθ,sinθ),(λ,μ)=(2cosα,2sinα), α[0,π2], 则OT=(2cosαcosθ+2sinα,2cosαsinθ+2sinα),
从而|QT|=(2cosαcosθ+2sinα1)2+(2cosαsinθ+2sinα1)2=2(2sinα1)2+4cos2α+4(2sinα1)cosα(sinθ+cosθ)642sinα+42|(2sinα1)cosα|,

  • α[π4,π2], 记 sinα+cosα=t[1,2], 则 2sinαcosα=t21, 从而|QT|4(t21)42t+62,
  • α[0,π4], 记 cosαsinα=s[0,1], 则 2sinαcosα=1s2, 从而|QT|6+42s4(1s2)2+2,

从而 |QT|max=2+2. 取等条件是 P(22,22),(λ,μ)=(2,0).

另解

可以进行简化计算|QT|=|(μ1)OQ+λOP|2|1μ|+λ,
0λ2,0μ22|1μ|1, 从而立得 |QT|2+2.