题目内容

已知直线y=kx-4k+1与曲线
1-(x-1)2
=|y-1|-2
恰有一个公共点,则实数k的取值范围是
{
-3-
3
4
-3+
3
4
3-
3
4
3+
3
4
}
{
-3-
3
4
-3+
3
4
3-
3
4
3+
3
4
}
分析:化简曲线方程可得曲线为2个圆,当直线和每一个圆相切时,利用点到直线的距离公式求得k的值,即可求得k的范围.
解答:解:由曲线
1-(x-1)2
=|y-1|-2
,可得当y≥1时,(x-1)2+(y-3)2=1,
表示一个以A(1,3)为圆心,半径等于1的圆.
当y<1时,由曲线方程可得(x-1)2+(y+1)2=1,表示以B(1,-1)为圆心,以1为半径的一个圆.
由于直线y=kx-4k+1=k(x-4)+1 经过定点M(4,1).
①当直线和圆(x-1)2+(y-3)2=1相切时,由圆心A(1,3)到直线的距离d=r=1=
|k×1-3-4k+1|
k2+1

解得 k=
-3-
3
4
,k=
-3+
3
4

②当直线和圆(x-1)2+(y+1)2=1相切时,由圆心B(1,-1)到直线的距离d′=r′=1=
|k×1+1-4k+1|
k2+1

解得 k=
3+
3
4
,或 k=
3-
3
4

根据直线与曲线
1-(x-1)2
=|y-1|-2
恰有一个公共点,
结合图形可得k的范围是{
-3-
3
4
-3+
3
4
3-
3
4
3+
3
4
},
故答案为 {
-3-
3
4
-3+
3
4
3-
3
4
3+
3
4
}.
点评:本题主要考查圆的标准方程的特征,直线和圆的位置关系,点到直线的距离公式的应用,体现了分类讨论的数学思想,属于中档题.
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