已知实数a满足0<a<2,直线l1:ax-2y-2a+4=0和l2:2x+a2y-2a2-4=0与两坐标轴围成一个四边形

已知实数a满足0<a<2,直线l1:ax-2y-2a+4=0和l2:2x+a2y-2a2-4=0与两坐标轴围成一个四边形.
(1)求证:无论实数a如何变化,直线l1、l2必过定点;
(2)求证:无论实数a如何变化,直线l1都不经过第四象限;
(3)若围成的四边形有外接圆,求实数a的值;
(4)实数a取何值时,所围成的四边形面积最小?
爱xx10 1年前 已收到1个回答 举报

mzzd寒 幼苗

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解题思路:(1)由l1:ax-2y-2a+4=0,得a(x-2)-2y+4=0,由l2:2x+a2y-2a2-4=0变形,得a2(y-2)+2x-4=0,由此能证明无论实数a如何变化,直线l1、l2必过定点(2,2).
(2)在直线l1:ax-2y-2a+4=0中,当x=0,y=0时,4-2a>0恒成立,由此能证明直线l1不过第四象限.
(3)若围成的四边形有外接圆,则直线l1:ax-2y-2a+4=0和l2:2x+a2y-2a2-4=0垂直,由此能求出a=0或a=1.
(4)直线l1与y轴交点为A(0,2-a),直线l2与x轴交点为B(a2+2,0),直线l1也过定点C(2,2),过C点作x轴垂线,垂足为D,S四边形AOBC=S梯形AODC+S△BCD,由此能求出当a=[1/2]时,所围成的四边形面积最小,面积的最小值为[15/4].

(1)证明:由直线l1:ax-2y-2a+4=0,得a(x-2)-2y+4=0,
∴当x=2时,y=2,即直线l1过定点(2,2),
由直线l2:2x+a2y-2a2-4=0变形,得a2(y-2)+2x-4=0,
∴当y=2时,x=2.即直线l2过定点(2,2),
∴无论实数a如何变化,直线l1、l2必过定点(2,2).
(2)证明:在直线l1:ax-2y-2a+4=0中,
当x=0,y=0时,
∵0<a<2,
∴4-2a>0恒成立,
∴直线l1不过第四象限.
(3)由图形知∠AOB=90°,
∴若围成的四边形有外接圆,则直线l1:ax-2y-2a+4=0和l2:2x+a2y-2a2-4=0垂直,
∴2a-2a2=0,
解得a=0或a=1.
(4)直线l1与y轴交点为A(0,2-a),直线l2与x轴交点为B(a2+2,0),如图,
由直线l1:ax-2y-2a+4=0知,直线l1也过定点C(2,2),
过C点作x轴垂线,垂足为D,于是
S四边形AOBC=S梯形AODC+S△BCD
=[1/2]a2•2+[1/2](2-a+2)•2
=a2-a+4,
∴当a=[1/2]时,S四边形AOBC最小.
故当a=[1/2]时,所围成的四边形面积最小,面积的最小值为[15/4].

点评:
本题考点: 过两条直线交点的直线系方程.

考点点评: 本题考查无论实数a如何变化,直线l1、l2必过定点的证明,考查无论实数a如何变化,直线l1都不经过第四象限的证明,考查围成的四边形有外接圆,实数a的值的求法,考查实数a取何值时,所围成的四边形面积最小的求法,是中档题,解题时要注意直线方程与圆的性质的合理运用.

1年前

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