每日一题[3302]卡西尼卵

在平面内,曲线 $C$ 是动点 $P(x,y)$ 到定点 $A(-2,0)$,$B(2,0)$ 距离之积为常数 $k$($k>0$)的点的轨迹.巳知 $C$ 过原点 $O$,则(       )

A.$k=4$

B.$C$ 关于直线 $y=x$ 对称

C.$\triangle PAB$ 面积的最大值为 $2$

D.$|OP|\leqslant 2\sqrt 2$

答案    ACD.

解析    对于选项 $\boxed{A}$,根据题意,曲线 $C$ 的方程为\[ \sqrt{(x+2)^2+y^2}\cdot \sqrt{(x-2)^2+y^2}=k.\]原点 $O$ 在曲线 $C$ 上,解得 $k=4$,选项正确;

对于选项 $\boxed{B}$,分别令 $x,y=0$,可得曲线 $C$ 的横截距为 $\pm 2\sqrt 2,0$,纵截距为 $0$,因此曲线 $C$ 不关于直线 $y=x$ 对称,选项错误;

对于选项 $\boxed{C}$,有\[|y|=\sqrt{4\sqrt{1+x^2}-(4+x^2)}=\sqrt{1-(\sqrt{1+x^2}-2)^2}\leqslant 1,\]等号当 $x^2=3$ 时取得,因此 $\triangle PAB$ 面积的最大值为 $2$,选项正确;

对于选项 $\boxed{D}$,根据对选项 $\boxed{C}$ 的分析,有 $x^2$ 的取值范围是 $[0,8]$,且\[ x^2+y^2=4\sqrt{1+x^2}-4,\]于是 $|OP|^2$ 的取值范围是 $[0,8]$,选项正确 $^{[1]}$;

综上所述,正确的选项为 $\boxed{A}$ $\boxed{C}$ $\boxed{D}$.

备注    $[1]$ 事实上,$|OP|$ 的最大值为 $2\sqrt 2$,当且仅当 $x=\pm 2\sqrt 2$ 时取得.

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