</sub> <sub>已知实数</sub> x y, <…——2023 高考数学第 11 题答案解析

2023_全国乙卷

2023 全国 第 11 题 单选题 区分题
2023_全国乙卷

11.</sub> <sub>已知实数</sub> x y, <sub>满足</sub> $x ^ { 2 } + y ^ { 2 } - 4 x - 2 y - 4 = 0$ <sub>,则</sub>x y- <sub>的最大值是(</sub> <sub>)</sub>

A. $1 + { \frac { 3 { \sqrt { 2 } } } { 2 } }$
B. 4
C. $1 + 3 \sqrt { 2 }$
D. 7
参考答案

C

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完整解析 · 逐步详解

【分析】法一:令 $x - y = k$ ,利用判别式法即可;法二:通过整理得 $\left( x - 2 \right) ^ { 2 } + \left( y - 1 \right) ^ { 2 } = 9$ ,利用三角换元法即可,法三:整理出圆的方程,设 $x - y = k$ ,利用圆心到直线的距离小于等于半径即可.【详解】法一:令x y k- = ,则 $x = k + y$

代入原式化简得 $2 y ^ { 2 } + \left( 2 k - 6 \right) y + k ^ { 2 } - 4 k - 4 = 0$

<sub>因为存在实数</sub>y<sub>,则</sub> $\Delta \geq 0$ ,即 $\big ( 2 k - 6 \big ) ^ { 2 } - 4 \times 2 \big ( k ^ { 2 } - 4 k - 4 \big ) \geq 0$

$$ k ^ {2} - 2 k - 1 7 \leq 0 $$

$$ 1 - 3 \sqrt {2} \leq k \leq 1 + 3 \sqrt {2} $$

$$ 3 \sqrt {2} + 1 $$

法二: $x ^ { 2 } + y ^ { 2 } - 4 x - 2 y - 4 = 0$ ,整理得 $\left( x - 2 \right) ^ { 2 } + \left( y - 1 \right) ^ { 2 } = 9$

令 $x = 3 \cos \theta + 2$ $y = 3 \sin \theta + 1$ ,其中 $\theta \in \left[ 0 , 2 \pi \right]$

$$ x - y = 3 \cos \theta - 3 \sin \theta + 1 = 3 \sqrt {2} \cos \left(\theta + \frac {\pi}{4}\right) + 1 $$

$\because \theta \in \left[ 0 , 2 \pi \right]$ ,所以 $\theta + { \frac { \pi } { 4 } } \in \left[ { \frac { \pi } { 4 } } , { \frac { 9 \pi } { 4 } } \right]$ ,则 $\theta + \frac { \pi } { 4 } = 2 \pi$ ,即 $\theta = \frac { 7 \pi } { 4 }$ <sub>时,</sub>x y- <sub>取得最大值</sub> $3 \sqrt { 2 } + 1$

$$ x ^ {2} + y ^ {2} - 4 x - 2 y - 4 = 0 $$

$$ (x - 2) ^ {2} + (y - 1) ^ {2} = 9 $$

设 $x - y = k$ ,则圆心到直线x y k- = 的距离 $d = { \frac { | 2 - 1 - k | } { \sqrt { 2 } } } \leq 3$

解得 $1 - 3 { \sqrt { 2 } } \leq k \leq 1 + 3 { \sqrt { 2 } }$

故选:C.

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