问题 解答题

已知与曲线C:x2+y2-2x-2y+1=0相切的直线l分别交x、y轴于A、B两点,O为原点,|OA|=a,|OB|=b(a>2,b>2).

(1)求证:若曲线C与直线l相切,则有(a-2)(b-2)=2;

(2)求线段AB中点的轨迹方程;

(3)求△AOB面积的最小值.

答案

(1)由题意知A(a,0),B(0,b),∴直线l方程为

x
a
+
y
b
=1,即bx+ay-ab=0

曲线C表示一个圆,圆心C(1,1),半径r=1…(2分)∵直线与圆相切,∴

|a+b-ab|
a2+b2
=1,…(4分)

两边平方整理得ab+2-2a-2b=0,即(a-2)(b-2)=2…(5分)

(2)设线段AB中点为M(x,y),由中点坐标公式得x=

a
2
>1,y=
b
2
>1,即…(7分)a=2x,b=2y,代入(a-2)(b-2)=2得(2x-2)(2y-2)=2…(8分)

整理得AB中点M的轨迹方程为(x-1)(y-1)=

1
2
(x>1,y>1)…(9分)

(3)S△AOB=

1
2
ab=
1
2
[-2+2(a+b)]=-1+a+b=(a-2)+(b-2)+3≥3+2
(a-2)•(b-2)
=3+2
2
…(11分)(当且仅当a-2=b-2,又(a-2)(b-2)=2,即a=b=2+
2
时取得等号)…(12分)

故△AOB面积的最小值为3+2

2
…(13分)

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