过圆C:(x-1)2+(y-1)2=1的圆心,作直线分别交x,y正半轴于点A、B,△AOB被圆分成I、II、III、IV四个部分(如图),若这四部分图形面积满足①SI+SIV=SII+SIII,②SI+SII+SIII=SIV,则分别满足①、②的直线AB各有A.1条;2条B.1条;无数条C.2条;2条D.3条;1条
网友回答
A
解析分析:由圆的方程得到圆心坐标和半径,根据四部分图形面积满足①S|+SIV=S||+S|||,得到SIV-SII=SⅢ-SI,第II,IV部分的面积是定值,所以SⅢ-SI为定值,所以得到满足①条件的直线有且仅有一条;把条件②SI+SII+SIII=SIV变形为SIV-SII=SI+SIII,第II,IV部分的面积是定值,得到SI+SIII为定值,并求出此定值,显然直线AB的斜率存在,设出直线AB的斜率为k,根据直线AB过C点,写出直线AB的方程,分别令x=0和y=0求出对应的y值与x值,得到A与B的坐标,进而表示出OA与OB的长,由四边形CEOF为边长为1的正方形,得到OE=OF=1,进而表示出BE及AF,表示出三角形BCE与三角形ACF的面积,又把扇形CEM与扇形CFN旋转为一个大扇形,根据直角三角形的两锐角互余得到大扇形的圆心角为直角,半径为1,求出此时大扇形的面积,用三角形BCE与三角形ACF的面积之和减去大扇形的面积即为SI+SIII,等于求出的定值,列出关于k的方程,整理后根据根的判别式大于0,得到方程有两个不相等的实数根,进而确定出满足题意的直线AB有两条,综上,得到分别满足①、②的直线AB的条数.
解答:解:∵圆C的方程为:(x-1)2+(y-1)2=1,∴圆心C坐标为(1,1),半径r=1,可得圆C与x轴及y轴相切,切点分别为E和F,连接CE及CF,由已知SI+SIV=SII+SIII,变形得:SIV-SII=SⅢ-SI,由图形可知第II,IV部分的面积分别为:S正方形OECF-S扇形ECF=1-和S半圆=,所以,SIV-SII为定值,即SⅢ-SI为定值,当直线AB绕着圆心C移动时,只可能有一个位置符合题意,即直线AB只有1条,则满足条件①的直线AB有1条;由第II,IV部分的面积分别为:S正方形OECF-S扇形ECF=1-和S半圆=,由已知SI+SII+SIII=SIV,变为得:SIV-SII=SI+SIII=-1,显然直线AB的斜率存在,设直线AB的斜率为k,由直线AB过C(1,1),∴直线AB的方程为:y-1=k(x-1),即kx-y+1-k=0,令x=0,解得y=1-k,故OB=1-k,令y=0,解得x=,故OA=,SI+SIII=(S△BCE+S△ACF)-(S扇形MEC+S扇形NCF)=BE?CE+AF?CF-=(1-k-1)+(1--1)-=(-k-)-=-1,整理得:2k2+(4π-4)k+2=0,∵△=(4π-4)2-16=16π2-32π>0,∴方程有两个不相等的实数解,即满足题意的k值有两解,则满足条件②的直线AB有2条,综上,分别满足①、②的直线AB各有1条;2条.故选A
点评:此题考查了直线与圆的位置关系,涉及的知识有:扇形面积的求法,直线与坐标轴的交点坐标,阴影部分面积的求法,以及利用根的判别式判断一元二次方程解的情况,利用了转化的思想,是一道综合性较强的题.