Question

如圖所示，已知圓O：x²+y²=4，直線m：kx-y+1=0．
（1）求證：直線m與圓O有兩個相異交點(diǎn)；
（2）設(shè)直線m與圓O的兩個交點(diǎn)為A、B，求△AOB面積S的最大值．

Answer 1

解析　（1）證明　直線m：kx-y+1=0可化為y-1=kx，
故該直線恒過點(diǎn)（0，1），而（0，1）在圓O：x²+y²=4內(nèi)部，
所以直線m與圓O恒有兩個不同交點(diǎn)．
（2）圓心O到直線m的距離為 d=，而圓O的半徑r=2，
故弦AB的長為|AB|=2=2，
故△AOB面積S=|AB|×d=×2×d==．
而d²=，因?yàn)?+k²≥1，所以d²=∈（0，1]，
顯然當(dāng)d²∈（0，1]時，S單調(diào)遞增，所以當(dāng)d²=1，即k=0時，S取得最大值，
此時直線m的方程為y-1=0．
分析：（1）根據(jù)該直線恒過點(diǎn)（0，1），而（0，1）在圓O：x²+y²=4內(nèi)部，可得直線m與圓O有兩個相異交點(diǎn)．
（2）求出圓心O到直線m的距離為 d、弦長AB的值，計(jì)算△AOB面積S=|AB|×d=，根據(jù)d的范圍根據(jù)函數(shù)的單調(diào)性求得面積的最大值．
點(diǎn)評：本題主要考查直線過定點(diǎn)問題，直線和圓的位置關(guān)系，點(diǎn)到直線的距離公式，利用函數(shù)的單調(diào)性求函數(shù)的值域，屬于中檔題．