直线y=a(x+2)与直线x平方-y|y|=1恰有2个公共点,则实数a的取值范围为?
2022-04-01 · 知道合伙人教育行家
方程:x²-y|y|=1可以分区段,得到下面两个方程:
y>0时:x²-y²=1,为双曲线;
y<0时:x²+y²=1,为圆的一部分。图像见下图。
直线:y=a(x+2)恒过点A(-2,0),且a为直线的斜率,所以该直线为经过A点的一族直线,随着斜率不同、也就是与X轴夹角不同,与上述图像只能由两个相交点。
双曲线的渐近线方程为:y=-x和y=x两个方程。
从A点向半圆做切线,如上图,则切线与X轴夹角可这样计算:连接O到切点,则这个半径与切线垂直,所以图中的角为30°,只限于X轴夹角为180°-30°=150°。
渐近线方程:y=-x与X轴夹角为135°。
要实现两个交点,第二象限与双曲线相交、直线与X轴夹角<135°;第三象限与半圆相交,直线与X夹角≥150°。这显然是矛盾的,因此不可能相交于二、三象限。
围绕A点将直线旋转,夹角>150°时,直线与半圆可相交于三、四象限,直至夹角为180°。
继续旋转,只限于双曲线可交于二、一象限,但是直线的斜度不能超过渐近线y=x(与X轴夹角45°),此时相当于直线与X轴夹角要小于180°+45°=225°。
因此满足题目条件的夹角:150°<α<225°,而直线斜率:k=a=tanα,且图像为:
即正切函数在(π/2,3π/2)、即(90°,270°)范围内,为单调递增连续函数。所以在150°<α<225°,tan150°<a<tan225°,也就是:-√3/3<a<1。