2010 AMC 12A 第 13 题

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13.

对多少个整数 kk,图像 x2+y2=k2x^2+y^2=k^2 与 xy=kxy=k 不相交?
For how many integer values of kk do the graphs of x2+y2=k2x^2+y^2=k^2 and xy=kxy=k not intersect?
00
11
22
44
88
答案:C
知识点:圆双曲线分类讨论
难度评级:1590
小提示:
当 k≠0k\ne0 时,x2+y2=k2x^2+y^2=k^2 是半径为 ∣k∣|k| 的圆,而 xy=kxy=k 是双曲线。
For k≠0,k\ne0, x2+y2=k2x^2+y^2=k^2 is a circle of radius ∣k∣|k| and xy=kxy=k is a hyperbola
大提示:
双曲线上离原点最近的点到原点距离为 2∣k∣\sqrt{2|k|};把它与半径 ∣k∣|k| 比较。
The hyperbola’s points closest to the origin are at distance 2∣k∣;\sqrt{2|k|}; compare with the radius ∣k∣|k|
解答:
当 k=0k=0 时,x2+y2=0x^2+y^2=0 的图像是单点 (0,0)(0,0),而 xy=0xy=0 是两条坐标轴,它们在原点相交。
当 k≠0k\ne0 时,圆的半径为 ∣k∣|k|,双曲线 xy=kxy=k 离原点最近的两个顶点到原点距离为 2∣k∣\sqrt{2|k|}。两图像相交当且仅当 ∣k∣≥2∣k∣|k|\ge\sqrt{2|k|},即 ∣k∣≥2|k|\ge2。
所以只有 ∣k∣=1|k|=1 时两图像不相交,也就是 k=1k=1 和 k=−1k=-1,共有 22 个值。
因此 C 是正确答案。
For k=0,k=0, the graph of x2+y2=0x^2+y^2=0 is the single point (0,0)(0,0) and xy=0xy=0 is the two axes, which meet at the origin, so the graphs intersect.
For k≠0,k\ne0, the circle has radius ∣k∣,|k|, and the hyperbola xy=kxy=k has its two vertices nearest the origin at distance 2∣k∣.\sqrt{2|k|}. The graphs meet exactly when ∣k∣≥2∣k∣,|k|\ge\sqrt{2|k|}, that is ∣k∣≥2.|k|\ge2.
So they fail to intersect only when ∣k∣=1,|k|=1, namely k=1k=1 and k=−1,k=-1, giving 22 values.
Thus, C is the correct answer.
第 12 题#12
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