集合A={(x,y)|(x-)2+(y+1)2≤4},集合B(m)={(x,y)|y=x2-2mx+m2+2m},m∈R,设集合B是所有B(m)的并集,则A∩B的面积

发布时间:2020-08-07 02:04:45

集合A={(x,y)|(x-)2+(y+1)2≤4},集合B(m)={(x,y)|y=x2-2mx+m2+2m},m∈R,设集合B是所有B(m)的并集,则A∩B的面积为________.

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解析分析:根据题意,抛物线y=x2-2mx+m2+2m顶点为A(m,2m),在直线y=2x上运动.由抛物线方程知它的开口向上且形状确定,结合抛物线的性质得定直线y=2x+与抛物线b相切,利用导数研究抛物线的切线算出定直线y=2x-1与抛物线y=x2-2mx+m2+2m相切.因此,可得集合B对应的图形是切线y=2x-1左上方区域,而集合A表示以C(,-1)为圆心半径为2的圆及其内部,它们相交构成的图形是如图的弓形,再结合直线与圆的方程不难算出A∩B对应图形的面积.

解答:∵抛物线方程为y=x2-2mx+m2+2m
∴抛物线的顶点为A(m,2m),且点A在直线y=2x上运动
又∵抛物线的二次项系数a=1,
∴抛物线的开口向上且形状确定,结合顶点A在定直线y=2x上运动,
可得抛物线与定直线y=2x+b相切,
由y'=2x-2m=2,得切点(1+m,1+2m)
代入切线方程得:1+2m=2(1+m)+b,解之得b=-1,得抛物线定直线y=2x-1相切.
∵集合B是所有B(m)的并集,
∴集合B对应的图形是抛物线y=x2-2mx+m2+2m运动形成的轨迹,
由此得到如图所示的直线y=2x-1左上方区域
又∵集合A={(x,y)|(x-)2+(y+1)2≤4},
表示以C(,-1)为圆心半径为2的圆及其内部
∴集合A∩B的对应的图形是圆C被直线y=2x-1截得的弓形
∵点C到直线y=2x-1的距离d==1
∴A∩B对应的弓形圆心角为θ,满足cos=,解得θ=
因此,A∩B对应图形的面积为S=-×2×2sin=
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