问题 解答题

以O为圆心,1为半径的圆内有一定点A,过A引互相垂直的弦PQ,RS.求PQ+RS的最大值和最小值.

答案

如图,设OA=a(定值),

过O作OB⊥PQ,OC⊥RS,B、C为垂足,

设OB=x,OC=y,0≤x≤a,(0≤y≤a),

且x2+y2=a2

所以PQ=2PB=2

1-x2

RS=2(

1-x2
+
1-y2
).

所以PQ+RS=2(

1-x2
-
1-y2
).

∴(PQ+RS)2=4(2-a2+2

1-a2+x2y2

而x2y2=x2(a2-x2)=-(x2-

a2
2
2+
a4
4

当x2=

a2
2
时,

(x2y2)最大值=

a4
4

此时PQ+RS=

4(2-a2+2-a2)

当x2=0或x2=a2时,(x2y2最小值=0,

此时(PQ+RS)最小值=2(1+

1-a2
).

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