已知O为坐标原点,圆M:(x+1)^2+y^2=1,圆N:(x-2)^2+y^2=4.A,B分别为圆M和圆N上的动点,则S_{\triangle OAB}的最大值为\underline{\qquad\qquad}.
解析:
法一 如图,若固定A的位置,则当B位于如图所示位置时,S_{\triangle OAB}的面积最大,

若设
\angle CON=\theta,根据对称性,仅需考察
\theta\in\left[0,\dfrac{\pi}{2}\right)的情形,此时
\begin{split}
&S_{\triangle OAB}\
=&\dfrac{1}{2}\cdot |OA|\cdot |BC|\
=&\dfrac{1}{2}\cdot |OC|\cdot \left(|NC|+|NB|\right)\
=&\dfrac{1}{2}\cdot |ON|\cos\theta\cdot\left( |ON|\sin\theta+|NB|\right)\
=&2\cos\theta\left(1+\sin\theta\right)\
=&2\sqrt{\cos^2\theta\cdot\left(1+\sin\theta \right)^2}\
=&2\sqrt{\left(1-\sin\theta\right)\left(1+\sin\theta \right)^3}\
=&2\sqrt{\dfrac{1}{3}\cdot \left(3-3\sin\theta\right)\left(1+\sin\theta\right)^3}\
\leqslant& 2\sqrt{\dfrac{1}{3}\cdot \left[\dfrac{\left(3-3\sin\theta\right)+\left(1+\sin\theta\right)+\left(1+\sin\theta\right)+\left(1+\sin\theta\right)}{4}\right]^2 }\
=&\dfrac{3\sqrt{3}}{2}.
\end{split}
因此当
\sin\theta=\dfrac{1}{2}时,所求面积取得最大值
\dfrac{3\sqrt3}{2}.
法二 同法一,可得
S_{\triangle OAB}=2\cos\theta\left(1+\sin\theta\right).设上述表达式为
y=f(\theta),\theta\in\left[0,\dfrac{\pi}{2} \right),求导可得
f'(\theta)=2\left(1-2\sin\theta\right)\left(1+\sin\theta\right),\theta\in\left[0,\dfrac{\pi}{2} \right).因此当
\theta=\dfrac{\pi}{6}时,
f(\theta)也即
S_{\triangle OAB}取得最大值
\dfrac{3\sqrt{3}}{2}.
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