直线l过点M(2,1)且分别交x轴、y轴的正半轴于A、B两点,O为坐标原点. (Ⅰ)当△OAB的面积最小时,求直线l的方程; (Ⅱ)当|MA|•|MB|取最小值时,求直线l的方程.

问题描述:

直线l过点M(2,1)且分别交x轴、y轴的正半轴于A、B两点,O为坐标原点.
(Ⅰ)当△OAB的面积最小时,求直线l的方程;
(Ⅱ)当|MA|•|MB|取最小值时,求直线l的方程.

(I)设直线l方程为

x
a
+
y
b
=1(a、b均为正数),
∵l过点M(2,1),
2
a
+
1
b
=1

∵1=
2
a
+
1
b
2
2
a
1
b
,化简得ab≥8,当且仅当
2
a
1
b
时,即a=4,b=2时,等号成立,
∴当a=4,b=2时,ab有最小值8,
此时△OAB面积为S=
1
2
ab
=4达到最小值.
直线l的方程的方程为
x
4
+
y
2
=1
,即x+2y-4=0.
(II)过M分别作x轴、y轴的垂线,垂足分别为P、N
设∠MAP=α,则Rt△MPA中,
sinα=
|MP|
|MA|
,得|MA|=
|MP|
sinα
=
1
sinα

同理可得:|MB|=
2
cosα

∴|MA|•|MB|=
2
sinαcosα
=
4
sin2α

∵sin2α∈(0,1],
∴当2α=90°时,即α=45°时,sin2α=1达到最大值,|MA|•|MB|=
4
sin2α
=4达到最小值,
此时直线l的斜率k=-1,得直线l方程为y-1=-(x-2),即x+y-3=0.