问题 解答题
已知圆O:x2+y2=1,点O为坐标原点,一条直线l:y=kx+b(b>0)与圆O相切并与椭圆
x2
2
+y2=1
交于不同的两点A、B.
(1)设b=f(k),求f(k)的表达式;
(2)若
OA
OB
=
2
3
,求直线l的方程;
(3)若
OA
OB
=m(
2
3
≤m≤
3
4
)
,求三角形OAB面积的取值范围.
答案

(1)∵y=kx+b(b>0)与圆x2+y2=1相切,

|b|
1+k2
=1,即b2=k2+1(k≠0),

b=

k2+1
…(4分)

(2)设A(x1,y1),B(x2,y2),则由

y=kx+b
x2
2
+y2=1
,消去y得:(2k2+1)x2+4kbx+2b2-2=0

又△=8k2>0(∵k≠0),所以x1+x2=-

4kb
2k2+1
x1x2=
2b2-2
2k2+1
.…(6分)

OA
OB
=x1x2+y1y2=
k2+1
2k2+1

OA
OB
=
2
3
,所以k2=1.

∴b2=2.∵b>0,∴b=

2

l:y=x+

2
,y=-x+
2
.…(9分)

(3)由(2)知:

k2+1
2k2+1
=m.

2
3
≤m≤
3
4
,∴
2
3
k2+1
2k2+1
3
4
,∴
1
2
k2≤1

由弦长公式得|AB|=

k2+1
2
2k2
2k2+1
,所以S=
1
2
|AB|=
2k2(k2+1)
2k2+1

设2k2+1=t,∴2≤t≤3,S=

2
2
1-
1
t2

6
4
≤S≤
2
3
.…(14分)

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