本题导读
本题考查点到直线的距离公式,以及三角函数的辅助角公式。
📌【题干】
Question
(2018年北京卷理)在平面直角坐标系中,记 为点 到直线 的距离.当 变化时, 的最大值为()
A. 1 B. 2 C. 3 D. 4
🔍【思路分析】
破题导航
- 分析点 :点 的坐标满足 ,说明点 在以原点为圆心的单位圆上。
- 分析直线:直线 。注意到当 时,,即直线 恒过定点 。
- 计算距离 :利用点到直线的距离公式:
- 求最值:
- 方法一(几何法):距离 等于圆上的点到直线的距离。。圆心 到直线 的距离 。当 时, 取得最大值 。此时 。
- 方法二(代数法):利用辅助角公式合并 。
✅【答案】
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C
✍【详细解析】
Abstract
【答案】 C
【解析过程】 根据点到直线的距离公式: 分子部分利用辅助角公式进行变形: 其中 是与 相关的常数。则: 要使 最大,需要 与 符号相反且绝对值尽可能大。
- 的取值范围是 。
- 的取值范围是 (当 时取得最大值 )。
当 且 时: 此时 取得最大值 3。
对照选项,正确答案为 C。
💡【考点归纳与避坑指南】
Danger
- 数形结合的直观性:将点 看作圆上的动点,直线看作过定点 的动直线。圆上点到直线的最大距离一定是“心到直线距离 + 半径”。本题直线的斜率 可以变化,当直线垂直于 轴(即 )时,直线距离原点最远(距离为2),此时加上半径 1,最大值即为 3。
- 公式变形的严谨性:代数法虽然稍显抽象,但在处理多变量最值时逻辑更严密。
📖【试题探源与推广】
Tip
在 Obsidian 笔记中,可以总结这个高频模型:
- 圆上点到直线距离:,其中 是圆心到直线的距离。
- 动直线与圆:如果直线绕定点旋转,圆心到直线的最大距离等于圆心到定点的距离。
🔗【关联脉络】
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