(5 分)数学中有许多形状优美、寓意美好的曲线,曲线 C:…——2019 高考数学第 8 题答案解析

2019_北京卷 (2019·理)

2019 北京 第 8 题 单选题 区分题
2019_北京卷 (2019·理)

8.(5 分)数学中有许多形状优美、寓意美好的曲线,曲线 $C: x^{2}+y^{2}=1+|x| y$ 就是其中之一 (如图).给出下列三个结论:
①曲线 $C$ 恰好经过 6 个整点(即横、纵坐标均为整数的点);
②曲线 $C$ 上任意一点到原点的距离都不超过 $\sqrt{2}$ ;
③曲线 $C$ 所围成的"心形"区域的面积小于 3 .
其中,所有正确结论的序号是( )

A. (1)
B. (2)
C. (1)(2)
D. (1)(2)(3)

完整解析 · 逐步详解

【分析】将 $x$ 换成 $-x$ 方程不变,所以图形关于 $y$ 轴对称,根据对称性讨论 $y$ 轴右边的图形可得。

【解答】解:将 $x$ 换成 $-x$ 方程不变,所以图形关于 $y$ 轴对称,
当 $x=0$ 时,代入得 $y^{2}=1, \therefore y= \pm 1$ ,即曲线经过 $(0,1),(0,-1)$ ;
当 $x>0$ 时,方程变为 $y^{2}-x y+x^{2}-1=0$ ,所以 $\triangle=x^{2}-4\left(x^{2}-1\right) \geqslant 0$ ,解得 $x \in(0$ , $\left.\frac{2 \sqrt{3}}{3}\right]$,

所以 $x$ 只能取整数 1 ,当 $x=1$ 时,$y^{2}-y=0$ ,解得 $y=0$ 或 $y=1$ ,即曲线经过 $(1,0)$ ,

$(1,1)$ ,
根据对称性可得曲线还经过 $(-1,0),(-1,1)$ ,
故曲线一共经过 6 个整点,故①正确.
当 $x>0$ 时,由 $x^{2}+y^{2}=1+x y$ 得 $x^{2}+y^{2}-1=x y \leqslant \frac{x^{2}+y^{2}}{2}$ ,(当 $x=y$ 时取等),
$\therefore x^{2}+y^{2} \leqslant 2, \therefore \sqrt{x^{2}+y^{2}} \leqslant \sqrt{2}$ ,即曲线 $C$ 上 $y$ 轴右边的点到原点的距离不超过 $\sqrt{2}$ ,根据对称性可得:曲线 $C$ 上任意一点到原点的距离都不超过 $\sqrt{2}$ ;故②正确.

在 $x$ 轴上图形面积大于矩形面积 $=1 \times 2=2, x$ 轴下方的面积大于等腰直角三角形的面积 $=\frac{1}{2} \times 2 \times 1=1$ ,因此曲线 $C$ 所围成的"心形"区域的面积大于 $2+1=3$ ,故③错误.

故选:$C$ .

【点评】本题考查了命题的真假判断与应用,属中档题.

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