已知对于圆x2+(y−1)2=1{x}^{2}+(y-1{)}^{2}=1上任意一点,不等式x+y−m⩾0x+y-m⩾0恒成立,则实数mm的取值范围
A. m⩽1+2m⩽1+\sqrt{2}
B. m⩽1−2m⩽1-\sqrt{2}
C. m⩾2−1m⩾\sqrt{2}-1
D. m⩽2−1     m⩽\sqrt{2}-1\:\:\:\:\:

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完整解法

1. 将不等式恒成立问题转化为求函数的最值问题

已知对圆 x2+(y−1)2=1x^2 + (y-1)^2 = 1 上的任意一点 (x,y)(x, y),不等式 x+y−m≥0x+y-m \ge 0 恒成立。
可以将不等式变形为 m≤x+ym \le x+y 恒成立。
由此可知,实数 mm 的取值范围即为 m≤(x+y)min⁡m \le (x+y)_{\min},其中点 (x,y)(x,y) 在已知圆上。

2. 引入三角参数方程求出 $x+y$ 的最小值

设圆的参数方程为:
{x=cos⁡θy=1+sin⁡θ(θ∈[0,2π))\begin{cases} x = \cos \theta \\ y = 1 + \sin \theta \end{cases} \quad (\theta \in [0, 2\pi))
将参数方程代入 x+yx+y 中,得:
x+y=cos⁡θ+1+sin⁡θ=sin⁡θ+cos⁡θ+1x+y = \cos \theta + 1 + \sin \theta = \sin \theta + \cos \theta + 1
利用辅助角公式进行化简:
x+y=2sin⁡(θ+π4)+1x+y = \sqrt{2}\sin\left(\theta + \frac{\pi}{4}\right) + 1
因为对任意实数 θ\theta,均有 −1≤sin⁡(θ+π4)≤1-1 \le \sin\left(\theta + \frac{\pi}{4}\right) \le 1,
所以 x+yx+y 的最小值为 1−21 - \sqrt{2}(当且仅当 sin⁡(θ+π4)=−1\sin\left(\theta + \frac{\pi}{4}\right) = -1 时取得)。

3. 确定实数 $m$ 的取值范围并得出结论

结合上述步骤,要使 m≤x+ym \le x+y 恒成立,只需:
m≤(x+y)min⁡=1−2m \le (x+y)_{\min} = 1 - \sqrt{2}
因此,实数 mm 的取值范围是 m≤1−2m \le 1 - \sqrt{2}。
对照选项,B 选项符合。

故选:B。

答案

B

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