题目内容

【题目】O为坐标原点,直线l与圆x2+y2=2相切.
(1)若直线l分别与x、y轴正半轴交于A、B两点,求△AOB面积的最小值及面积取得最小值时的直线l的方程.
(2)设直线l交椭圆 =1于P、Q两点,M为PQ的中点,求|OM|的取值范围.

【答案】
(1)解:设直线l的方程为 =1(a,b>0),

由直线和圆x2+y2=4相切,可得 =

即有 = ,即ab≥4,

当且仅当a=b=2时,取得等号.

则△AOB面积S= ab的最小值为2;

此时直线的方程为x+y﹣2=0


(2)解:若直线的斜率不存在,设为x=t,

由直线和圆相切可得,t=﹣

代入椭圆方程可得,y=±

可得中点M坐标为(﹣ ,0)或( ,0),|OM|=

设直线l的方程为y=kx+m,代入椭圆方程可得,

(1+2k2)x2+4kmx+2m2﹣6=0,

△=16k2m2﹣4(1+2k2)(2m2﹣6)>0,

即为m2<3+6k2

由直线和圆相切,可得 =

即为m2=2+2k2,由2+2k2<3+6k2,可得k∈R,

设P,Q的坐标为(x1,y1),(x2,y2),

可得x1+x2=﹣ ,中点M的坐标为(﹣ ),

即有|OM|= =

设1+2k2=t(t≥1),则|OM|= =

= ,由t≥1可得t=2取得最大值

t=1时,取得最小值

故|OM|的范围是[ ]


【解析】(1)设出直线方程,由直线和圆相切的条件:d=r,结合基本不等式,即可得到面积的最小值和此时直线的方程;(2)讨论直线的斜率不存在和存在,设出直线方程为y=kx+m,代入椭圆方程,运用韦达定理和中点坐标公式,结合判别式大于0,化简整理即可得到所求范围.

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