Question

11．已知直線l：x-y=1與圓M：x²+y²-2x+2y-1=0相交于A，C兩點(diǎn)，點(diǎn)B，D分別在圓M上運(yùn)動(dòng)，且位于直線AC兩側(cè)，則四邊形ABCD面積的最大值為$\sqrt{30}$．

Answer 1

分析 先求出弦長|AB|的長度，然后結(jié)合圓與直線的位置關(guān)系圖象，然后將ABCD的面積看成兩個(gè)三角形△ABC和△ACD的面積之和，分析可得當(dāng)BD為AC的垂直平分線時(shí)，四邊形ABCD的面積最大．

解答 解：把圓M：x²+y²-2x+2y-1=0化為標(biāo)準(zhǔn)方程：（x-1）²+（y+1）²=3，圓心（1，-1），半徑r=$\sqrt{3}$
直線與圓相交，由點(diǎn)到直線的距離公式的弦心距d=$\frac{|1×1-1×（-1）-1|}{\sqrt{{1}^{2}+（-1）^{2}}}$=$\frac{\sqrt{2}}{2}$，
由勾股定理的半弦長=$\sqrt{3-（\frac{\sqrt{2}}{2}）^{2}}$=$\frac{\sqrt{10}}{2}$，所以弦長|AB|=2×$\frac{\sqrt{10}}{2}$=$\sqrt{10}$．
又B，D兩點(diǎn)在圓上，并且位于直線AC的兩側(cè)，
四邊形ABCD的面積可以看成是兩個(gè)三角形△ABC和△ACD的面積之和，
如圖所示，
當(dāng)B，D為如圖所示位置，即BD為弦AC的垂直平分線時(shí)（即為直徑時(shí)），
兩三角形的面積之和最大，即四邊形ABCD的面積最大，
最大面積為：S=$\frac{1}{2}$×|AB|×|CE|+$\frac{1}{2}$×|AB|×|DE|
=$\frac{1}{2}×|AB|×|CD|=\frac{1}{2}×\sqrt{10}×2\sqrt{3}$=$\sqrt{30}$．
故答案為：$\sqrt{30}$．

點(diǎn)評(píng) 本題涉及到圓與位置關(guān)系的題目，可采用數(shù)形結(jié)合思想，實(shí)現(xiàn)代數(shù)和幾何間的轉(zhuǎn)化，然后分析題目具體問題，求解即可，屬于中檔題