第3题:
设直线方程:y=0和y=k*x(k>0),O(0,0),A(xa,ya)(0<ya/xa<k),
则所求直线过定点(xa/2,ya/2)(提示:作直角三角形斜边上的高,利用AAS证明三角形全等)。
设过该定点的直线方程为x-xa/2=m*(y-ya/2)(严谨起见),
则k*m≠1。
代入y=0得C(xa/2-m*ya/2,0),
代入y=k*x得B(-(xa - m*ya)/(2*k*m - 2),-k*(xa - m*ya)/(2*k*m - 2))。
∴向量CA=(xa/2+m*ya/2,ya),
向量BA=((xa - m*ya)/(2*k*m - 2)+xa,k*(xa - m*ya)/(2*k*m - 2)+ya)
=(( - m*ya+2*k*m*xa-xa)/(2*k*m - 2),(k*xa+k*m*ya-2*ya)/(2*k*m - 2)),
令向量CA和向量BA的内积为0得
(xa/2+m*ya/2)*( - m*ya+2*k*m*xa-xa)+ya*(k*xa+k*m*ya-2*ya)=0
求解该一元二次方程得:
m= (k*xa^2 - xa*ya + k*ya^2 ± ((k*xa^2 + k*ya^2 - 2*ya^2 + 2*k*xa*ya)*(k*xa^2 + k*ya^2 + 2*ya^2 - 2*k*xa*ya))^(1/2))/(ya^2 - 2*k*xa*ya)