已知点 $A(-1,0)$,$B(1,0)$,$C(0,1)$,直线 $y=ax+b$($a>0$)将 $\triangle ABC$ 分割为面积相等的两部分,则 $b$ 的取值范围是 \((\qquad)\)
【难度】
【出处】
2013年高考新课标Ⅱ卷(理)
【标注】
【答案】
B
【解析】
动直线 $y=ax+b$ 的斜率为 $a$,纵截距为 $b$,且显然有 $b>0$.
注意到 $a>0$,考虑 $a$ 的两个边界的情形:
当 $a=0$ 时,可以通过直接计算面积得到$$b=1-\dfrac{\sqrt 2}{2}.$$情形一 当 $b<1-\dfrac{\sqrt 2}{2}$ 时,结合图象易得右下方的面积始终比左上方的面积小.
情形二 当 $b>1-\dfrac{\sqrt 2}{2}$ 时,$a$ 从 $0$ 开始变化,(右)下方的面积开始时比(左)上方面积大,之后(右)下方面积开始减少,如果存在某个时候右下方的面积比左上方的面积小,因为面积连续变化,就能保证存在某个时刻两部分的面积相等.
我们去探索何时右下方的面积比左上方的面积小,此时考虑另一个边界 $a\rightarrow+\infty$ 的情形,如图:
右下方的面积大小取决于如图两块阴影面积的大小比较,可以怀疑当 $b=\dfrac 12$ 时,这两块面积接近相等.于是我们来分析 $b=\dfrac 12$ 的情形:
当 $b\geqslant \dfrac 12$ 时,右下方的面积始终比左上方的面积大($y$ 轴左边的阴影三角形面积始终比右边的阴影三角形的面积大).
而当 $b<\dfrac 12$ 时,当 $a\rightarrow+\infty$ 时,必然存在某个时候,右下方的面积比左上方的面积小.所以$$1-\dfrac{\sqrt 2}{2}<b<\dfrac 12$$为所求的范围.
注意到 $a>0$,考虑 $a$ 的两个边界的情形:
当 $a=0$ 时,可以通过直接计算面积得到$$b=1-\dfrac{\sqrt 2}{2}.$$
我们去探索何时右下方的面积比左上方的面积小,此时考虑另一个边界 $a\rightarrow+\infty$ 的情形,如图:

当 $b\geqslant \dfrac 12$ 时,右下方的面积始终比左上方的面积大($y$ 轴左边的阴影三角形面积始终比右边的阴影三角形的面积大).
而当 $b<\dfrac 12$ 时,当 $a\rightarrow+\infty$ 时,必然存在某个时候,右下方的面积比左上方的面积小.所以$$1-\dfrac{\sqrt 2}{2}<b<\dfrac 12$$为所求的范围.
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