题目内容
【题目】已知直线l:y=x+4,动圆⊙O:x2+y2=r2(1<r<2),菱形ABCD的一个内角为60°,顶点A、B在直线l上,顶点C、D在⊙O上.当r变化时,求菱形ABCD的面积S的取值范围.
【答案】
【解析】
因为菱形ABCD有一个内角为60°,所以,△ACD或△BCD为等边三角形,不妨设为等边三角形,如图3.
因为圆心O到直线l的距离为2>r,所以,直线l与⊙O相离.
设lCD:y=x-b.
则直线l与CD的距离d=.
又圆心O到直线CD的距离为,故
由
因为1<r<2,所以,3<b2-2b+4<12-2<b<1或1<b<4.
又,
而函数S在区间(-2,1)、区间(1,4)内分别单调递减,故菱形ABCD的面积S的取值范围是.
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