题目内容
【题目】如图,在平面直角坐标系中,直线与直线之间的阴影部分记为,区域中动点到的距离之积为1.
(1)求点的轨迹的方程;
(2)对于区域中动点,求的取值范围;
(3)动直线穿过区域,分别交直线于两点,若直线与点的轨迹有且只有一个公共点,求证:的面积值为定值.
【答案】(1);(2);(3)证明见解析
【解析】
(1)根据点到直线的距离关系建立方程即可求出点的轨迹方程;
(2)将 变形为,利用其几何意义求范围即可;
(3)根据直线和双曲线的位置关系,结合三角形的面积公式进行求解即可.
解:(1)由题意得,即 .
因为点在区域内,所以与同号,得,
即点的轨迹的方程为;
(2),
的几何意义为:区域中动点到点的距离的平方再减去5.
观察图形得,区域中动点到点的距离的最小值就是点到直线的距离,无最大值,
即的最小值为,
的取值范围为;
(3)设直线与轴相交于点,
当直线的斜率不存在时,
,,得.
当直线的斜率存在时,
设其方程为,显然,则,
把直线的方程与:联立
得,
由直线与轨迹C有且只有一个公共点,
知,
,
或.
设,
由得,
同理,得.
.
综上,的面积恒为定值2.
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