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- 2021-05-14 发布
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N 选修4系列
N1 选修4-1 几何证明选讲
22.N1[2012·辽宁卷]
如图1-8,⊙O和⊙O′相交于A,B两点,过A作两圆的切线分别交两圆于C,D两点,连结DB并延长交⊙O于点E,证明:
(1)AC·BD=AD·AB;
(2)AC=AE.
图1-8
22.证明:(1)由AC与⊙O′相切于A,得
∠CAB=∠ADB,
同理∠ACB=∠DAB,
所以△ACB∽△DAB.从而=,
即AC·BD=AD·AB.
(2)由AD与⊙O相切于A,得
∠AED=∠BAD,
又∠ADE=∠BDA,得
△EAD∽△ABD.从而
=,
即AE·BD=AD·AB.
结合(1)的结论,得AC=AE.
22.N1[2012·课标全国卷]如图1-5,D,E分别为△ABC边AB,AC的中点,直线DE交△ABC的外接圆于F,G两点.若CF∥AB,证明:
(1)CD=BC;
(2)△BCD∽△GBD.
图1-5
22.证明:(1)因为D,E分别为AB,AC的中点,
所以DE∥BC.
又已知CF∥AB,故四边形BCFD是平行四边形,所以CF=BD=AD.而CF∥AD,连结AF,所以四边形ADCF是平行四边形,故CD=AF.
因为CF∥AB,所以BC=AF,故CD=BC.
(2)因为FG∥BC,故GB=CF.
由(1)可知BD=CF,所以GB=BD.
而∠DGB=∠EFC=∠DBC,故△BCD∽△GBD.
12.N1[2012·全国卷] 正方形ABCD的边长为1,点E在边AB上,点F在边BC上,AE=BF=.动点P从E出发沿直线向F运动,每当碰到正方形的边时反弹,反弹时反射角等于入射角,当点P第一次碰到E时,P与正方形的边碰撞的次数为( )
A.8 B.6 C.4 D.3
12.B [解析] 本小题主要考查反射原理及三角形相似知识的应用,解题的突破口为确定反射后点P的位置.
结合点E、F的位置进行作图推理,利用反射过程中平行直线及相似三角形作图可得点P回到E点时与正方形的边碰撞次数为6次,故选B.
15.N1[2012·广东卷] (几何证明选讲选做题)如图1-3所示,直线PB与圆O相切于点B,D是弦AC上的点,∠PBA=∠DBA.若AD=m,AC=n,则AB=________.
图1-3
15. [解析] 本题考查弦切角定理以及三角形相似知识,解决本题的突破口是利用弦切角定理得到∠PBA=∠ACB,再利用三角形相似求出.因为PB是圆的切线,所以∠PBA=∠ACB.又因为∠PBA=∠DBA,所以∠DBA=∠ACB.又因为∠A=∠A,所以△ABD∽△ACB,所以=,所以AB2=AD×AC=mn,所以AB=.
21 A.N1 [2012·江苏卷]如图1-7,AB是圆O的直径,D,E为圆O上位于AB异侧的两点,连结BD并延长至点C,使BD=DC,连结AC,AE,DE.
求证:∠E=∠C.
图1-7
21A.证明:如图,连结OD,因为BD=DC,O为AB的中点,
所以OD∥AC,于是∠ODB=∠C.
因为OB=OD,所以∠ODB=∠B.于是∠B=∠C.
因为点A,E,B,D都在圆O上,且D,E为圆O上位于AB异侧的两点,所以∠E和∠B为同弧所对的圆周角,
故∠E=∠B.所以∠E=∠C.
15 B. N1[2012·陕西卷]如图1-6,在圆O中,直径AB与弦CD垂直,垂足为E,EF⊥DB,垂足为F,若AB=6,AE=1,则DF·DB=________.
图1-6
15B:5 [解析] 本题考查了射影定理的知识,解题的突破口是找出直角三角形内的射影定理.连接AD,在Rt△ABD中,DE⊥AB,所以DE2=AE×EB=5,在Rt△EBD中,EF⊥DB,所以DE2=DF×DB=5.
13.N1[2012·天津卷] 如图1-3所示,已知AB和AC是圆的两条弦,过点B作圆的切线与AC的延长线相交于点D.过点C作BD的平行线与圆相交于点E,与AB相交于点F,AF=3,FB=1,EF=,则线段CD的长为________.
图1-3
13. [解析] 由相交弦的性质可得AF×FB=EF×FC,
∴FC===2,
又∵FC∥BD,∴===,即BD=,
由切割线定理得BD2=DA×DC=4DC2,解之得DC=.
N2 选修4-2 矩阵
21 B.N2 [2012·江苏卷]已知矩阵A的逆矩阵A-1=,求矩阵A的特征值.
21 B.解:因为A-1A=E,所以A=(A-1)-1.
因为A-1=,所以A=(A-1)-1=,
于是矩阵A的特征多项式为f(λ)==λ2-3λ-4.
令f(λ)=0,解得A的特征值λ1=-1,λ2=4.
3.C3、N2[2012·上海卷] 函数f(x)=的最小正周期是________.
3.π [解析] 考查二阶矩阵和三角函数的值域,以矩阵为载体,实为考查三角函数的性质,易错点是三角函数的化简.
f(x)=sinxcosx+2=sin2x+2,由三角函数周期公式得,T==π.
N3 选修4-4 参数与参数方程
23.N3[2012·辽宁卷]在直角坐标系xOy中,圆C1:x2+y2=4,圆C2:(x-2)2+y2=4.
(1)在以O为极点,x轴正半轴为极轴的极坐标系中,分别写出圆C1,C2的极坐标方程,并求出圆C1,C2的交点坐标(用极坐标表示);
(2)求圆C1与C2的公共弦的参数方程.
23.解:(1)圆C1的极坐标方程为ρ=2,
圆C2的极坐标方程为ρ=4cosθ.
解得ρ=2,θ=±,
故圆C1与圆C2交点的坐标为,.
注:极坐标系下点的表示不唯一.
(2)(解法一)
由得圆C1与C2交点的直角坐标分别为(1,),(1,-).
故圆C1与C2的公共弦的参数方程为-≤t≤.
(或参数方程写成 -≤y≤)
(解法二)
在直角坐标系下求得弦C1C2的方程为
x=1(-≤y≤).
将x=1代入得ρcosθ=1,
从而ρ=.
于是圆C1与C2的公共弦的参数方程为
-≤θ≤.
23.N3[2012·课标全国卷]已知曲线C1的参数方程是(φ为参数),以坐标原点为极点,x轴的正半轴为极轴建立坐标系,曲线C2的极坐标方程是ρ=2,正方形ABCD的顶点都在C2上,且A,B,C,D依逆时针次序排列,点A的极坐标为.
(1)求点A,B,C,D的直角坐标;
(2)设P为C1上任意一点,求|PA|2+|PB|2+|PC|2+|PD|2的取值范围.
23.解:(1)由已知可得
A,
B,
C,
D,
即A(1,),B(-,1),C(-1,-),D(,-1).
(2)设P(2cosφ,3sinφ),令S=|PA|2+|PB|2+|PC|2+|PD|2,则
S=16cos2φ+36sin2φ+16
=32+20sin2φ.
因为0≤sin2φ≤1,所以S的取值范围是[32,52].
21 C.N3[2012·江苏卷]在极坐标系中,已知圆C经过点P,圆心为直线ρsin=-与极轴的交点,求圆C的极坐标方程.
21C.解:在ρsin=-中令θ=0,得ρ=1,
所以圆C的圆心坐标为(1,0).
因为圆C经过点P,
所以圆C的半径PC==1,
于是圆C过极点,所以圆C的极坐标方程为ρ=2cosθ.
10.N3[2012·湖南卷] 在极坐标系中,曲线C1:ρ(cosθ+sinθ)=1与曲线C2:ρ=a(a>0)的一个交点在极轴上,则a=________.
10. [解析] 本题考查直线与圆的极坐标方程,具体的解题思路和过程:把直线与圆的极坐标方程转化为普通方程,求出直线与坐标轴的交点代入圆方程求解.
直线方程为x+y-1=0,与x轴的交点为,圆的方程为x2+y2=a2,把交点代入得2+02=a2,又a>0,所以a=.
[易错点] 本题易错一:不会转化,无法把极坐标方程转化为普通方程;易错二:直线与圆的交点实为直线与x轴的交点,如果不会转化,导致计算加大,多走弯路.
14.N3[2012·广东卷] (坐标系与参数方程选做题)在平面直角坐标系xOy中,曲线C1和C2的参数方程分别为和(t为参数),则曲线C1与C2的交点坐标为________.
14.(2,1) [解析] 利用方程思想解决,C1化为一般方程为:x2+y2=5,C2化为直角坐标方程为:y=x-1,联立方程组得:即x2-x-2=0,解得x1=-1,x2=2.又由C1中θ的取值范围可知,交点在第一象限,所以交点为(2,1).
15 C. N3 [2012·陕西卷]直线2ρcosθ=1与圆ρ=2cosθ相交的弦长为________.
15C: [解析] 本题考查了极坐标的相关知识,解题的突破口为把极坐标化为直角坐标.由2ρcosθ=1得2x=1①,由ρ=2cosθ得ρ2=2ρcosθ,即x2+y2=2x②,联立①②得y=±,所以弦长为.
N4 选修4-5 不等式选讲
15 A.N4 [2012·陕西卷]若存在实数x使|x-a|+|x-1|≤3成立,则实数a的取值范围是________.
15.A:-2≤a≤4 [解析] 本题考查了不等式解法的相关知识,解题的突破口是理解不等式的几何意义.+≤3表示的几何意义是在数轴上一点x到1的距离与到a的距离之和小于或等于3个单位长度,此时我们可以以1为原点找离此点小于或等于3个单位长度的点即为a的取值范围,不难发现-2≤a≤4.
24.N4[2012·辽宁卷]已知f(x)=|ax+1|(a∈R),不等式f(x)≤3的解集为{x|-2≤x≤1}.
(1)求a的值;
(2)若≤k恒成立,求k的取值范围.
24.解:(1)由|ax+1|≤3得-4≤ax≤2.又f(x)≤3的解集为{x|-2≤x≤1},所以当a≤0时,不合题意.
当a>0时,-≤x≤,得
a=2.
(2)记h(x)=f(x)-2f,则h(x)=
所以|h(x)|≤1,因此k≥1.
21 D.N4 [2012·江苏卷]已知实数x,y满足:|x+y|<,|2x-y|<,求证:|y|<.
21D.证明:因为3|y|=|3y|=|2(x+y)-(2x-y)|≤2|x+y|+|2x-y|,
由题设知|x+y|<,|2x-y|<,从而3|y|<+=,
所以|y|<.
24.N4[2012·课标全国卷]已知函数f(x)=|x+a|+|x-2|.
(1)当a=-3时,求不等式f(x)≥3的解集;
(2)若f(x)≤|x-4|的解集包含[1,2],求a的取值范围.
24.解:(1)当a=-3时,f(x)=
当x≤2时,由f(x)≥3得-2x+5≥3,解得x≤1;
当21时,不等式的解集为;
②当a=1时,不等式的解集为{x|x=1};
③当a<1时,不等式的解集为.