实数x y满足x^2+(y-1)^2=1,当x+y+d大于等于0恒成立时,d的取值范围答案是根号2-1到正无穷大的前闭后开区间,

问题描述:

实数x y满足x^2+(y-1)^2=1,当x+y+d大于等于0恒成立时,d的取值范围
答案是根号2-1到正无穷大的前闭后开区间,

要想直观的了解这个命题,图像解法最直观了。
(x,y)在曲线 f(x,y)=x^2+(y-1)^2-1=0 (也即一个圆上)
x+y+d大于等于0恒成立,求d的取值范围,也就是找出x+y的最值,假设x+y的值域是(a,b),那么 d 的范围就是 d>=-a
这样一来,就是求斜率为-1的直线在与圆相交的前提下,y 轴截距的取值范围,通过图像很直观的得到当直线从下面与圆相切时,得到的是 y 轴截距的最小值,通过图像计算可以得到此时截距是 - (√2 - 1)
附:
在这题里面,曲线是圆,所以可以直接通过三角函数方法通过代数运算直接求解,但是当曲线是抛物线或是其他曲线的时候,就没法通过三角函数方法求解了,但是图像法依然直观明了。

方法有很多,下面用三角换元法。
设x=cosa,y=1+sina,(a取全体实数)
则x+y=1+sinx+cosx=1+√2sin(a+45°)
最小值1-√2.
由已知,x+y+d≥0恒成立,即d≥-(x+y)恒成立。
又-(x+y)的最大值√2-1,
所以d的范围[√2-1,+∞)。

令x=cosa
则(y-1)²=1-cos²a=sin²a
所以y-1=sina
y=1+sina
所以x+y=sina+cosa+1=√2sin(a+π/4)+1
所以-√2+1即-√2+1-√2-1-(x+y)最大值=√2-1
x+y+d>=0
d>=-(x+y)
所以只要d大于等于-(x+y)最大值即可
所以d>=√2-1