当实数 $m$ 变化时,不在任何直线 $2mx+\left(1-m^2\right)y-4m-4=0$ 上的所有点 $(x,y)$ 形成的图形的面积为 \((\qquad)\)
A: $2$
B: $4$
C: $2\pi$
D: $4\pi$
【难度】
【出处】
2014年卓越联盟自主招生试题
【标注】
  • 知识点
    >
    解析几何
    >
    >
    圆的方程
    >
    圆的标准方程
  • 方法
    >
    代数处理
    >
    判别式法
【答案】
D
【解析】
将直线整理成关于 $m$ 的方程\[ym^2+(4-2x)m+(4-y)=0.\]情形一 若 $y=0$,当且仅当 $x=2$ 时,上述方程无解.
故此时当实数 $m$ 变化时,不在任何直线 $2mx+\left(1-m^2\right)y-4m-4=0$ 上的点有且只有点 $(2,0)$.
情形二 若 $y\ne 0$,原问题等价于上述方程无解,故该方程的判别式\[\Delta=(4-2x)^2-4y(4-y)<0,\]即\[(x-2)^2+(y-2)^2<4.\]综上所述,满足题意的所有点 $(x,y)$ 形成的图形是圆 $(x-2)^2+(y-2)^2=4$ 的内部(不包括边界)以及点 $(2,0)$,因此所求的面积为 $4\pi$.
题目 答案 解析 备注
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