Cho hàm số \(y=\frac{2x-1}{x-2}\) có đồ thị \(\left( C \right)\). Gọi I là giao điểm của hai đường tiệm cận. Tiếp tuyến \(\Delta \) của \(\left( C \right)\) tại M cắt các đường tiệm cận tại A và B sao cho đường tròn ngoại tiếp tam giác IAB có diện tích nhỏ nhất. Khi đó tiếp tuyến \(\Delta \) của \(\left( C \right)\) tạo với hai trục tọa độ một tam giác có diện tích lớn nhất thuộc khoảng nào?
Hãy suy nghĩ và trả lời câu hỏi trước khi xem đáp án
Lời giải:
Báo saiGọi \(M\left( {{x}_{0}};\frac{2{{x}_{0}}-1}{{{x}_{0}}-2} \right)\in \left( C \right)\,,\,\left( {{x}_{0}}\ne 2 \right)\). Phương trình tiếp tuyến tại M có dạng
\(\Delta :y=-\frac{3}{{{({{x}_{0}}-2)}^{2}}}(x-{{x}_{0}})+\frac{2{{x}_{0}}-1}{{{x}_{0}}-2}\).
Giao điểm của \(\Delta \) với tiệm cận đứng là \(A\left( 2;\,\,\frac{2{{x}_{0}}+2}{{{x}_{0}}-2} \right)\).
Giao điểm của \(\Delta \) với tiệm cận ngang là \(B\left( 2{{x}_{0}}-2;\,\,2 \right)\).
Xét \(\left\{ \begin{align} & {{x}_{A}}+{{x}_{B}}=2+2{{x}_{0}}-2=2{{x}_{0}} \\ & {{y}_{A}}+{{y}_{B}}=\frac{2{{x}_{0}}+2}{{{x}_{0}}-2}+2=2.\frac{2{{x}_{0}}-1}{{{x}_{0}}-2}=2{{y}_{0}} \\ \end{align} \right.\)⇒ M là trung điểm của AB.
\(\Delta \,IAB\) vuông tại I nên M là tâm đường tròn ngoại tiếp tam giác IAB.
\(\Rightarrow S=\pi {{R}^{2}}=\pi I{{M}^{2}}=\pi \left[ {{({{x}_{0}}-2)}^{2}}+{{\left( \frac{2{{x}_{0}}-1}{{{x}_{0}}-2}-2 \right)}^{2}} \right]=\pi \left[ {{({{x}_{0}}-2)}^{2}}+\frac{9}{{{({{x}_{0}}-2)}^{2}}} \right]\ge 6\pi \)
Dấu ''='' xảy ra khi \({{({{x}_{0}}-2)}^{2}}=\frac{9}{{{({{x}_{0}}-2)}^{2}}}\Leftrightarrow \left[ \begin{align} & {{x}_{0}}=\,\,\,\,\sqrt{3}+2\Rightarrow {{y}_{0}}=\,\,\,\,\,\sqrt{3}+2 \\ & {{x}_{0}}=-\sqrt{3}+2\Rightarrow {{y}_{0}}=-\sqrt{3}+2 \\ \end{align} \right.\).
Với \({{x}_{0}}=\,\,\,\,\sqrt{3}+2\Rightarrow \Delta :y=-x+2\sqrt{3}+4\) cắt 2 trục tọa độ tại \(E\left( 0;\,\,2\sqrt{3}+4 \right)\) và \(F\left( \,2\sqrt{3}+4;\,\,0 \right)\), suy ra \({{S}_{OEF}}=\frac{1}{2}\,OE.OF=14+8\sqrt{3}\approx 27,8564\)
Đề thi thử THPT QG năm 2021 môn Toán
Trường THPT Dương Văn Thì