山东大学 2023年强基第2题
📝 题目
已知点 $A(x, y)$ 满足 $|5 x+6 y|+|9 x+11 y| \leq 2$ ,求点 $A$ 围成的面积。
💡 答案解析
【解析】当 $5 x+6 y \geq 0$ 时,且 $9 x+11 y \geq 0$ 时, $14 x+17 y \leq 2$ 。考虑 $\left\{\begin{array}{c}5 x+6 y=0 \\ 14 x+17 y=2\end{array}\right.$ 解得 $P(-12,10),\left\{\begin{array}{l}9 x+11 y=0 \\ 14 x+17 y=2\end{array}\right.$ 解得 $Q(22,-18)$, 此时围出来的面积为 $\displaystyle S_{\triangle O P Q}=\frac{1}{2} \times$ $\displaystyle \frac{2}{\sqrt{14^{2}+17^{2}}} \times \sqrt{34^{2}+28^{2}}=2$ 。 而原题围成的区域一定是关于原点中心对称的,所以所求的面积为平行四边形,也是它面积的四倍,故 $S=8$ 。
📋 详细解题步骤
步骤 1/4
目标:分类讨论去掉绝对值
根据绝对值定义,分四种情况讨论:5x+6y≥0且9x+11y≥0;5x+6y≥0且9x+11y<0;5x+6y<0且9x+11y≥0;5x+6y<0且9x+11y<0。每种情况得到线性不等式。
公式:|a|+|b|≤2 ⇒ 四种线性不等式组
提示:注意每种情况对应一个区域,最终区域是四个区域的并集。
步骤 2/4
目标:求解第一种情况下的区域顶点
当5x+6y≥0且9x+11y≥0时,不等式为14x+17y≤2。联立边界直线:5x+6y=0与14x+17y=2得点P(-12,10);9x+11y=0与14x+17y=2得点Q(22,-18)。原点(0,0)满足条件。
公式:14x+17y=2
提示:原点在区域内,所以区域是三角形OPQ。
步骤 3/4
目标:计算三角形OPQ的面积
三角形OPQ面积=1/2 * (原点O到直线PQ的距离) * |PQ|。直线PQ: 14x+17y=2,距离=2/√(14²+17²)。|PQ|=√[(22+12)²+(-18-10)²]=√(34²+28²)=√(1156+784)=√1940=2√485。面积=1/2 * (2/√485) * 2√485 = 2。
公式:S=1/2 * d * |PQ|
提示:注意化简时√485约掉。
步骤 4/4
目标:利用对称性求总面积
原不等式关于原点对称:若(x,y)满足,则(-x,-y)也满足。因此区域关于原点中心对称。第一种情况得到的三角形在第二象限,其他三种情况分别得到对称的三角形,四个三角形构成一个平行四边形,面积为单个三角形面积的4倍。
公式:S_total = 4 * S_triangle = 8
提示:对称性:将(x,y)替换为(-x,-y)后不等式不变。
📷 拍照上传批改
拍照上传批改功能已预留入口,后续接入图片上传、OCR识别与AI批改。