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如下图,工厂检验员通常用一个直径为2cm的标准圆柱和一个直径为1cm的标准圆柱检测一个直径为3cm的圆柱状洞口.为了保证质量,有时再插入两个合适的同号标准圆柱,分别与三圆柱

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如下图,工厂检验员通常用一个直径为2cm的标准圆柱和一个直径为1cm的标准圆柱检测一个直径为3cm的圆柱状洞口.为了保证质量,有时再插入两个合适的同号标准圆柱,分别与三圆柱相切.记 A B C 依次为直径2cm、3cm、1cm的圆柱截面圆的圆心,求插入的两个标准圆柱的直径.

▼优质解答
答案和解析

解:以经过三圆心 A B C 的直线为 x 轴, B 为原点,建立直角坐标系,如右图设所求圆 D 的半径为 R cm,连结 DA DC ,连接 BD 并延长交⊙ B 于点E

∵| DA |=1+ R ,| BD |= - R ,

∴| DA |+| DB |= >| AB |.

∴点 D 在以 A B 为焦点,长轴长为 的椭圆上.

∵2 a = ,2 c = ,

b 2 = a 2 - c 2 = .

∴该椭圆方程为 .

又∵| DB |= - R ,| DC |= + R ,

∴| DB |+| DC |=2>| BC |.

同理,点 D 还在以 B C 为焦点,长轴长为2的椭圆上.其方程为( x - 2 + =1.

解得

R =| BE |-| BD |

.

∴插入的两个标准圆柱的直径是 cm.

点评:本题主要考查应用能力,将问题化归为椭圆,利用椭圆方程解决实际问题.