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设集合A={(x,y)|m2≤(x-2)2+y2≤m2,x,y∈R},B={(x,y)|2m≤x+y≤2m+1,x,y∈R},若A∩B≠∅,求实数m的取值.

题目详情
设集合A={(x,y)|
m
2
≤(x-2)2+y2≤m2,x,y∈R},B={(x,y)|2m≤x+y≤2m+1,x,y∈R },若A∩B≠∅,求实数m的取值.
▼优质解答
答案和解析
∵对任意m∈R,都有2m≤2m+1,所以B≠∅,
集合B表示在直线x+y=2m与直线x+y=2m+1之间的平面区域(包含边界).
m
2
>m2,即0<m<
1
2
时,A=∅,不满足条件;
m
2
≤m2,即m≤0或m≥
1
2
时,A≠∅.
(1)若m≤0,则A={(x,y)|(x-2)2+y2≤m2,x,y∈R}表示以点(2,0)为圆心,
半径为|m|的圆面(m=0时是原点),
A∩B≠∅等价于点(2,0)到直线x+y=2m+1的距离不大于半径|m|,
|2−2m−1|
2
≤|m|,即2m2-4m+1≤0,即(m-1)2
1
2
,解得1-
2
2
≤m≤1+
2
2
,所以m∈∅;
(2)若m≥
1
2
,则A={(x,y)|
m
2
≤(x-2)2+y2≤m2,x,y∈R}表示以点(2,0)为圆心,
大圆半径为|m|,小圆半径为
m
2
的圆环.
当(2,0)∈B,即2m≤2≤2m+1,即
1
2
≤m≤1时,A∩B≠∅,满足条件;
若m>1,则A∩B≠∅等价于点(2,0)到直线x+y=2m的距离不大于半径|m|,
|2−2m|
2
≤|m|,即m2-4m+2≤0,即(m-2)2≤2,解得2-
2
≤m≤2+
2
,所以1<m≤2+
2
,满足条件.
综上,实数m的取值范围是[
1
2
,2+
2
].