题目内容
3.关于x的方程$\sqrt{1-{x}^{2}}$=kx+2有唯一实数解,则实数k的取值范围是( )| A. | $\left\{{±\sqrt{3}}\right\}$ | B. | (-∞,-2)∪(2,+∞) | C. | (-2,2) | D. | $({-∞,-2})∪\left\{{±\sqrt{3}}\right\}∪({2,+∞})$ |
分析 由题意,方程左边对应的函数图象是以原点为圆心、半径为1的圆的上半圆,右边对应的函数图象是经过定点C(0,2)且斜率为k的一条直线.可得当直线与半圆相切时或直线在x轴上的交点位于(-1,0)和(1,0)之间时,原方程有唯一的实数解.由此建立关于k的代数关系式,即可得到实数k的范围.
解答
解:设y1=$\sqrt{1-{x}^{2}}$,
表示以原点为圆心、半径为1的圆的上半圆(含端点A、B)
设y2=kx+2,表示经过定点C(0,2)且斜率为k的一条直线
当直线y2=kx+2与半圆y1=$\sqrt{1-{x}^{2}}$相切时,原方程有唯一解
此时原点到直线的距离等于1,得$\frac{2}{\sqrt{1+{k}^{2}}}$=1,解之得k=±$\sqrt{3}$,
当直线在x轴上的交点位于A、B之间时,原方程也有唯一解
∵kAC=2且kBC=-2,
∴线在x轴上的交点位于A、B之间时,k<-2或k>2
综上所述,原方程有唯一实数解时,k<-2或k>2或k=±$\sqrt{3}$.
故选:D
点评 本题给出方程有唯一的实数解,求参数k的值或范围.着重考查了直线方程、圆的方程和直线与圆的位置关系等知识,属于中档题.
练习册系列答案
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| A. | 1 | B. | $\frac{3}{2}$ | C. | $\frac{5}{4}$ | D. | -3 |
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| A. | (0,1) | B. | (1,2) | C. | (0,2) | D. | [2,+∞) |