题目内容
圆x2+y2=8内有一点P(-1,2),AB为过点P但不与x轴垂直的弦,O为坐标原点.则
的取值范围________.
[-8,2]
分析:设直线AB方程为y-2=k(x+1),将它与圆方程消去y得关于x的方程,由一元二次方程根与系数关系得x1+x2=
,x1x2=
,再结合直线方程算出y1y2=
.由此得到
=x1x2+y1y2=-6+
,利用导数工具讨论关于k的函数的单调性与最值,即可得到
的取值范围.
解答:设直线AB的斜率为k,则直线AB的方程为y-2=k(x+1).
设A(x1,y1),B(x2,y2),则由
消去y,
得(1+k2)x2+(2k2+4k)x+k2+4k-4=0
∴x1+x2=
,x1x2=
可得y1y2=[k(x1+1)+2][k(x2+1)+2]=k2x1x2+(k+2)(x1+x2)+(k+2)2=
.
从而有
=x1x2+y1y2=
+
=-6+
设F(k)=
,则F'(k)=
=-
∴当k<-2或k>
时,F'(k)<0;当-2<k<
时,F'(k)>0
函数F(k)在(-∞,-2)和(
,+∞)上是减函数,在(-2,
)上是增函数;
由此可得F(k)的最小值为它的极小值F(-2)=-2,最大值是它的极大值F(
)=8
∴
=-6+
的最小值为-8,最小值为2
即
的取值范围为[-8,2]
故答案为:[-8,2]
点评:本题在直线与圆相交的情况下,求数量积的取值范围,着重考查了直线与圆的位置关系和向量数量积的运算等知识,属于中档题.
分析:设直线AB方程为y-2=k(x+1),将它与圆方程消去y得关于x的方程,由一元二次方程根与系数关系得x1+x2=
解答:设直线AB的斜率为k,则直线AB的方程为y-2=k(x+1).
设A(x1,y1),B(x2,y2),则由
得(1+k2)x2+(2k2+4k)x+k2+4k-4=0
∴x1+x2=
可得y1y2=[k(x1+1)+2][k(x2+1)+2]=k2x1x2+(k+2)(x1+x2)+(k+2)2=
从而有
设F(k)=
∴当k<-2或k>
函数F(k)在(-∞,-2)和(
由此可得F(k)的最小值为它的极小值F(-2)=-2,最大值是它的极大值F(
∴
即
故答案为:[-8,2]
点评:本题在直线与圆相交的情况下,求数量积的取值范围,着重考查了直线与圆的位置关系和向量数量积的运算等知识,属于中档题.
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