问题 解答题
设实数x,y满足不等式组
1≤x+y≤4
y+2≥|2x-3|

(1)作出点(x,y)所在的平面区域并求出x2+y2的取值范围;
(2)设m>-1,在(1)所求的区域内,求Q=y-mx的最值.
答案

(1)将不等式去绝对值,化简为:

x+y≥1
x+y≤4
2x-y-5≤0
x≥
3
2
x+y≥1
x+y≤4
2x+y-1≥0
x<
3
2

平面区域为如图所示的四边形DEFG及其内部,其中D(-3,7),E(0,1),F(2,-1),G(3,1);

由图可知,当动点(x,y)与点D(-3,7)重合时,

x2+y2达到最大值,最大值为OD2=9+49=58;

当动点(x,y)与原点在直线EF上的射影重合时,

x2+y2达到最小值,最小值为

1
2

∴x2+y2的取值范围是[

1
2
,58]

(2)作直线l:Q=y-mx,则它的斜率k=m(k>-1)

运动直线l,并观察图形可得:

①当-1<k≤2即-1<m≤2时

平移l到经过D点时,Q=y-mx值最大,Qmax=7+3m;

平移l到经过F点时,Q=y-mx值最小Qmin=-1-2m

②当k>2,即m>2时,

平移l到经过D点时,Q=y-mx值最大,Qmax=7+3m

平移l到经过G点时,Q=y-mx值最小Qmin=1-3m.

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