第一题:
解:设点B关于直线2x-y-7=0的对称点B'坐标为(m,n),则满足如下两个条件:
① BB'垂直于直线2x-y-7=0,即:(n-8)/(m-5)=-1/2
② BB'中点在直线2x-y-7=0上,即:(m+5)-(n+8)/2 -7=0
由①②解得:m=9,n=6,即点B'坐标(9,6)
连接点B'和点A,此即为入射光线方程,斜率=(6-4)/(9+2)=2/11
入射光线方程为:y-4=2(x+2)/11,即2x-11y+48=0
直线2x-11y+48=0与直线2x-y-7=0交点为点C(6.25,5.5)
连接点C和点B,此即为反射光线方程,斜率=(8-5.5)/(5-6.25)=-2
反射光线方程为:y-8=-2(x-5),即2x+y-18=0
第二题:
解:设点A坐标(x1,y1),点B坐标(x2,y2)
直线y=k(x+2√2)与圆x²+y²=4联立消去y:(1+k²)x²+4√2k²x+8k²-4=0
由韦达定理可知:x1+x2=-4√2k²/(1+k²),x1x2=(8k²-4)/(1+k²)
|AB|=√(1+k²)√[(x1+x2)²-4x1x2]
=√(1+k²)√[32k^4/(1+k²)² -(32k²-16)/(1+k²)]
=4√[(1-k²)/(1+k²)]=4√[2/(1+k²) -1]
原点O到直线AB的距离d=|k(0+2√2)-0|/√(1+k²)=2√2√[k²/(1+k²)]
=2√2√[1-1/(1+k²)]=2√[2-2/(1+k²)]
S=f(k)=|AB|d/2=4√[2/(1+k²) -1]*√[2-2/(1+k²)]
令a=√[2/(1+k²) -1],b=√[2-2/(1+k²)],则a²+b²=1
根据基本不等式,S=f(k)=4ab≤2(a²+b²)=2
当且仅当a=b,即k=±√3/3时等号成立,此时S取得最小值2
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