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第2題.
設\(O\)為坐標平面的原點,若過點\(\displaystyle P\left(\frac{6}{5},\frac{12}{5}\right)\)的直線分別與\(x\)軸,\(y\)軸的正向交於\(A,B\)兩點,則當\(\Delta OAB\)周長為最小值時,\(\Delta OAB\)的面積為 。
[提示]
腦補細節,或許 tuhunger 老師原本的想法更妙
先取 \( O' \) 滿足 \( \overline{O'P} = O' \) 到 \( x, y \) 軸的距離,如 #11 樓的計算得 \( O'(6,6) \)
做圓 \( O' \) 與 \( L \) 相切,因 \( \overline{O'P} = 6 \),故此圓之半徑 \( \leq 6 \),此圓落在第一象限之內或與坐標軸相切。
過 \( A, B \) 分別對圓 \( O' \) 做另一條異於 \( L \) 之切線,分別切圓 \( O' \) 於 \( R, S \)
則有 \( \overline{AR} + \overline{BS} = \overline{AB} \) (切線段長相等)
故\( \triangle OAB \) 之周長 \( = \overline{OA} + \overline{AR} + \overline{OB} + \overline{BS} \)
令 \( r \) 為圓 \( O' \) 之半徑 \( (\alpha,0) \) 為 \( A \) 之坐標,則 \( \overline{AR} = \sqrt{ 6^2 + (6-\alpha)^2 - r^2} \geq |6-\alpha| \)
因此 \( \overline{OA} + \overline{AR} \geq \alpha + |6-\alpha| \geq 6 \)
同理 \( \overline{OB} + \overline{BS} \geq 6 \)
綜合兩不等式有 \( \triangle OAB \) 之周長 \( \geq 12 \) 且當 \( L \) 與圓 \( O' \) 相切於 \( P \) 點時等號成立。