过圆 $C:{\left( {x - 1} \right)^2} + {\left( {y - 1} \right)^2} = 1$ 的圆心,作直线分别交 $x$,$y$ 正半轴于点 $A$,$B$,$\triangle AOB$ 被圆分成四部分(如图),若这四部分图形面积满足 $S_{I} + S_{IV} = S_ {II} + S_{III}$,则这样的直线 $AB$ 有  \((\qquad)\)
A: $0$ 条
B: $1$ 条
C: $2$ 条
D: $ 3 $ 条
【难度】
【出处】
【标注】
  • 方法
    >
    思考方式
    >
    构造状态量
【答案】
B
【解析】
注意到在直线 $AB$ 绕圆心旋转的过程中,第 $IV$ 部分和第 $II$ 部分的面积不发生变化.
于是将 $S_{I}+S_{IV}=S_{II}+S_{III}$ 变形为$$S_{III}-S_{I}=S_{IV}-S_{II}.$$注意到随着 $AB$ 顺时针旋转第 $III$ 部分的面积逐渐增大,第 $i$ 部分的面积逐渐减小,$S_{III}-S_{I}$ 是关于 $\angle BAO$ 的单调递增函数.
当 $\angle BAO$ 很小时,有$$S_{III}-S_{I}<0,$$而当 $\angle BAO$ 趋于 $90^{\circ}$ 时,$S_{III}-S_{I}$ 趋于无穷大.
因此满足条件的直线 $AB$ 只有 $1$ 条.
题目 答案 解析 备注
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