问题 解答题

设A(x1,y1),B(x2,y2)是平面直角坐标系xOy上的两点,现定义由点A到点B的一种折线距离ρ(A,B)为p(A,B)=|x2-x1|+|y2-y1|。对于平面xOy上给定的不同的两点A(x1,y1),B(x2,y2),

(Ⅰ)若点C(x,y)是平面xOy上的点,试证明ρ(A,C)+ρ(C,B)≥p(A,B);

(Ⅱ)在平面xOy上是否存在点C(x,y),同时满足

①ρ(A,C)+ρ(C,B)=ρ(A,B);②ρ(A,C)=ρ(C,B)。

若存在,请求出所有符合条件的点;若不存在,请予以证明。

答案

(Ⅰ)证明:∵

(Ⅱ)注意到点A(x1,y1)与点B(x2,y2)不同,下面分三种情形讨论.

(1)若x1=x2,则y1≠y2

由条件②得

,∴

由条件①得

,∴x=x1

因此,所求的点C为

(2)若y1=y2,则x1≠x2,类似于(Ⅰ),可得符合条件的点C为

(3)当x1≠x2且y1≠y2时,不妨设x1<x2

(ⅰ)若y1<y2,则由(Ⅰ)中的证明知,要使条件①成立,

当且仅当(x-x1)(x2-x)≥0与(y-y1)(y2-y)≥0同时成立,

故x1≤x≤x2且y1≤y≤y2

从而由条件②,得

此时所求点C的全体为M={(x,y)|,x1≤x≤x2且y1≤y≤y2};

(ⅱ)若y1>y2,类似地由条件①可得x1≤x≤x2且y2≤y≤y1

从而由条件②得

此时所求点的全体为{(x,y)|,x1≤x≤x2且y2≤y≤y1}。

单项选择题
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