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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