题目内容

【题目】在平面直角坐标系xOy中,过点且互相垂直的两条直线分别与圆交于点AB,与圆交于点C,D.

(1) 若AB,求CD的长;

(2)若直线斜率为2,求的面积;

(3) 若CD的中点为E,求△ABE面积的取值范围.

【答案】(1) (2) (3) .

【解析】

(1)分析直线斜率是否存在,当斜率存在时,利用圆中半弦长,半径,弦心距构成直角三角形求解即可(2)直线斜率为2,则直线方程为,求出弦长,点M到直线的距离,利用三角形面积公式求解即可(3)表示出△ABE的面积S=AB·d=2,令,换元后根据二次函数求最值即可.

(1) 由题可知,直线AB斜率显然存在,设为k,则直线AB:y=kx+1.

因为O点到直线AB的距离d1

+=4,

∴AB=2

由2得k2=15.

因为直线AB与直线CD互相垂直,则直线CD:y=x+1,

∴M点到直线CD的距离d2

=1-,CD=2=2.

(2) 直线斜率为2,则直线方程为

到直线距离为到直线距离为

(3)当直线AB的斜率不存在时,△ABE的面积S=×4×2=4;

当直线AB的斜率存在时,设为k,则直线AB:y=kx+1,k≠0,直线CD:y=-x+1.

<1得k2>3, 所以k∈(-∞,-)∪(,+∞).

因为=4,所以AB=2.

因为E点到直线AB的距离即M点到直线AB的距离d=

所以△ABE的面积S=AB·d=2.

,则S=

.

综上,△ABE面积的取值范围是.

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