题目内容
如图,已知直线L:y=kx-1与抛物线C:y=x2,相交于两点A、B,设点M(0,2),△MAB的面积为S.(1)若直线L上与M连线距离为1的点至多存在一个,求S的范围.
(2)若直线L上与M连线的距离为1的点有两个,分别记为C、D,且满足S≥λ|CD|恒成立,求正数λ的范围.
![](http://thumb.zyjl.cn/pic6/res/gzsx/web/STSource/20131103100038701477701/SYS201311031000387014777021_ST/images0.png)
【答案】分析:(1)利用直线L与抛物线相交,直线L上与M连线距离为1的点至多存在一个,确定k的范围,表示出S,即可求S的范围.
(2)条件等价于λ≤
,求出相应函数的最小值,即可求正数λ的范围.
解答:
解:(1)由已知,直线L与抛物线相交,由
可得x2-kx+1=0,∴△=k2-4>0,即k2>4…(1)
又直线L与以M为圆心的单位圆相离或相切,所以
,即k2≤8…(2)
由(1)(2)得:4<k2≤8
∵
=
=![](http://thumb.zyjl.cn/pic6/res/gzsx/web/STSource/20131103100038701477701/SYS201311031000387014777021_DA/5.png)
∴S∈(0,3];…(7分)
(2)由题意可知,当直线L与以M为圆心的单位圆相交于点C,D时,可得k2>8,且|CD|=2
=2![](http://thumb.zyjl.cn/pic6/res/gzsx/web/STSource/20131103100038701477701/SYS201311031000387014777021_DA/7.png)
令f(k)=
=
,
令t=k2-8(t>0),则y=
=
,当且仅当k=
取到最小值是![](http://thumb.zyjl.cn/pic6/res/gzsx/web/STSource/20131103100038701477701/SYS201311031000387014777021_DA/13.png)
所以,
…(14分)
点评:本题考查直线与圆的位置关系,考查三角形面积的计算,考查基本不等式的运用,考查学生分析解决问题的能力,属于中档题.
(2)条件等价于λ≤
![](http://thumb.zyjl.cn/pic6/res/gzsx/web/STSource/20131103100038701477701/SYS201311031000387014777021_DA/0.png)
解答:
![](http://thumb.zyjl.cn/pic6/res/gzsx/web/STSource/20131103100038701477701/SYS201311031000387014777021_DA/images1.png)
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又直线L与以M为圆心的单位圆相离或相切,所以
![](http://thumb.zyjl.cn/pic6/res/gzsx/web/STSource/20131103100038701477701/SYS201311031000387014777021_DA/2.png)
由(1)(2)得:4<k2≤8
∵
![](http://thumb.zyjl.cn/pic6/res/gzsx/web/STSource/20131103100038701477701/SYS201311031000387014777021_DA/3.png)
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∴S∈(0,3];…(7分)
(2)由题意可知,当直线L与以M为圆心的单位圆相交于点C,D时,可得k2>8,且|CD|=2
![](http://thumb.zyjl.cn/pic6/res/gzsx/web/STSource/20131103100038701477701/SYS201311031000387014777021_DA/6.png)
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令f(k)=
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令t=k2-8(t>0),则y=
![](http://thumb.zyjl.cn/pic6/res/gzsx/web/STSource/20131103100038701477701/SYS201311031000387014777021_DA/10.png)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic6/res/gzsx/web/STSource/20131103100038701477701/SYS201311031000387014777021_DA/11.png)
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所以,
![](http://thumb.zyjl.cn/pic6/res/gzsx/web/STSource/20131103100038701477701/SYS201311031000387014777021_DA/14.png)
点评:本题考查直线与圆的位置关系,考查三角形面积的计算,考查基本不等式的运用,考查学生分析解决问题的能力,属于中档题.
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