问题 解答题

(本题满分12分)

两条互相平行的直线分别过点A(6,2)和B(-3,-1),并且各自绕着A,B旋转,如果两条平行直线间的距离为d.

求:1)d的变化范围;

2)当d取最大值时两条直线的方程.

答案

(1) (0,3].(2) 3xy-20=0和3xy+10=0.

(1)两直线的最大距离为直线与线段AB垂直时,距离最大,最大值为|AB|=.所以d的变化范围为.

(2)由于当d最大时,AB与直线垂直,所以可以利用AB的斜率求出直线的斜率,进而求出其直线方程.

(1)方法一:①当两条直线的斜率不存在时,即两直线分别为x=6和x=-3,则它们之间的距离为9.                         ………………2分

②当两条直线的斜率存在时,设这两条直线方程为

l1y-2=k(x-6),l2y+1=k(x+3),

l1kxy-6k+2=0,l2kxy+3k-1=0, ………………4分

d==.                ………………6分

即(81-d2)k2-54k+9-d2=0.                  ………………8分

k∈R,且d≠9,d>0,

Δ=(-54)2-4(81-d2)(9-d2)≥0,即0<d≤3且d≠9.………………12分

综合①②可知,所求d的变化范围为(0,3].

方法二:如图所示,显然有0<d≤|AB|.

而|AB|==3.

故所求的d的变化范围为(0,3].

(2)由图可知,当d取最大值时,两直线垂直于AB.

kAB==,

∴所求直线的斜率为-3. 故所求的直线方程分别为

y-2=-3(x-6),y+1=-3(x+3),即3xy-20=0和3xy+10=0.

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