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- 2021-06-10 发布
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1.已知平行四边形ABCD的三个顶点A,B,C的坐标分别为(-1,2),(3,0),(5,1),则点D的坐标是( )
A.(9,-1) B.(-3,1)
C.(1,3) D.(2,2)
解析:设点D的坐标为(x,y).
则-1+5=3+x,2+1=0+y,解得x=1,y=3.
故点D的坐标为(1,3).
答案:C
2.已知△ABC中,A(4,-3),B(5,-2),重心G(2,-1),则点C的坐标为( )
A.(-3,2) B.(3,-2)
C.(2,-3) D.(-2,3)
解析:设点C(x,y),线段AB的中点D92,-52.
依题意得GC=2DG,
即(x-2,y+1)=22-92,-1+52.
得x-2=-5,y+1=3,解得x=-3,y=2,
故C(-3,2)为所求.
答案:A
3.方程(x2-4)2+(y2-4)2=0表示的图形是( )
A.两条直线 B.四条直线
C.两个点 D.四个点
解析:由方程得x2-4=0,y2-4=0,解得x=2,y=2或x=-2,y=-2或x=-2,y=2或x=2,y=-2,故选D.
答案:D
4.将圆x2+y2-2x-4y+1=0平分的直线是( )
A.x+y-1=0 B.x+y+3=0
C.x-y+1=0 D.x-y+3=0
解析:因为(x-1)2+(y-2)2=4,所以圆心是(1,2),将圆心坐标代入各选项验证知选C.
答案:C
5.平面上有三个点A(-2,y),B0,y2,C(x,y),若AB⊥BC,则动点C的轨迹方程是 .
解析: AB=0,y2-(-2,y)=2,-y2,BC=(x,y)-0,y2=x,y2,∵AB⊥BC,∴AB·BC=0.
∴2,-y2·x,y2=0,即y2=8x.
∴动点C的轨迹方程为y2=8x.
答案:y2=8x
6.在平面直角坐标系中,已知点A为平面内的一个动点,点B的坐标为(2,0).若OA·BA=|OB|(O为坐标原点),则动点A的轨迹为 .
解析:设动点A的坐标为(x,y),则OA=(x,y),BA=(x-2,y),|OB|=22+0=2.
代入已知条件得x(x-2)+y2=2,即(x-1)2+y2=3,它表示一个圆.
答案:圆
7.已知真命题:若点A为☉O内一定点,点B为☉O上一动点,线段AB的垂直平分线交直线OB于点P,则点P的轨迹是以点O,A为焦点,OB长为长轴长的椭圆.类比此命题,写出另一个真命题:若点A为☉O外一定点,点B为☉O上一动点,线段AB的垂直平分线交直线OB于点P,则点P的轨迹是 .
解析:如图,连接AP,因为P是线段AB的垂直平分线上一点,
所以|PA|=|PB|.
因此||PA|-|PO||=||PB|-|PO||=|OB|=R=定值,其中R为☉O的半径.由于点A在圆外,故||PA|-|PO||=|OB|=R<|OA|,故动点P的轨迹是以O,A为焦点,OB为实轴长的双曲线.
答案:以点O,A为焦点,OB为实轴长的双曲线
8.关于x的一元二次方程x2-ax+b=0的两根为sin θ,cos θ,求点P(a,b)的轨迹方程其中|θ|≤π4.
解由已知可得a=sinθ+cosθ,b=sinθcosθ,①②
令①2-2×②得a2=2b+1.
∵a=sin θ+cos θ=2sinθ+π4,|θ|≤π4,
∴0≤a≤2.
由sin θ·cos θ=12sin 2θ,知|b|≤12.
∴点P(a,b)的轨迹方程是a2=2b+1(0≤a≤2).
9.导学号73144002已知定点F(0,1)和直线l1:y=-1,过定点F与直线l1相切的动圆的圆心为点C.
(1)求动点C的轨迹方程;
(2)过点F的直线l2交动点C的轨迹于P,Q两点,交直线l1于点R,求RP·RQ的最小值.
解(1)由题设知点C到点F的距离等于它到l1的距离,
则点C的轨迹是以F为焦点,l1为准线的抛物线.
故动点C的轨迹方程为x2=4y.
(2)由题意知,直线l2的方程可设为y=kx+1(k≠0),与抛物线方程x2=4y联立消去y,得x2-4kx-4=0.
设P(x1,y1),Q(x2,y2),则x1+x2=4k,x1x2=-4.
又易得点R的坐标为-2k,-1,
则RP·RQ=x1+2k,y1+1·x2+2k,y2+1
=x1+2kx2+2k+(kx1+2)(kx2+2)
=(1+k2)x1x2+2k+2k(x1+x2)+4k2+4
=-4(1+k2)+4k2k+2k+4k2+4
=4k2+1k2+8.
∵k2+1k2≥2,当且仅当k2=1时取等号,
∴RP·RQ≥4×2+8=16,
即RP·RQ的最小值为16.
B组
1.△ABC的顶点A(-5,0),B(5,0),△ABC的内切圆圆心在直线x=3上,则顶点C的轨迹方程是( )
A.x29-y216=1 B.x216-y29=1
C.x29-y216=1(x>3) D.x216-y29=1(x>4)
解析:如图,|AD|=|AE|=8,|BF|=|BE|=2,|CD|=|CF|,
所以|CA|-|CB|=|AD|-|BF|=8-2=6.
根据双曲线定义,所求轨迹是以点A,B为焦点,实轴长为6的双曲线的右支,方程为x29-y216=1(x>3).
答案:C
2.已知椭圆的焦点是F1,F2,点P是椭圆上的一个动点.若点M是线段F1P的中点,则动点M的轨迹是( )
A.圆 B.椭圆
C.双曲线的一支 D.抛物线
解析:如图,设椭圆的方程为x2a2+y2b2=1(a>b>0).
则|PF1|+|PF2|=2a,连接MO,由三角形的中位线可得,|F1M|+|MO|=a(a>|F1O|),则动点M的轨迹是以点F1,O为焦点的椭圆.故选B.
答案:B
3.设圆(x+1)2+y2=25的圆心为C,点A(1,0)是圆内一定点,Q为圆周上任一点.线段AQ的垂直平分线与CQ的连线交于点M,则点M的轨迹方程为( )
A.4x221-4y225=1 B.4x221+4y225=1
C.4x225-4y221=1 D.4x225+4y221=1
解析:∵点M为AQ垂直平分线上一点,∴|AM|=|MQ|,
∴|MC|+|MA|=|MC|+|MQ|=|CQ|=5>|CA|=2,故点M的轨迹为椭圆.
∴a=52,c=1,则b2=a2-c2=214,
∴椭圆的标准方程为4x225+4y221=1.
答案:D
4.已知两条直线l1为2x-3y+2=0,l2为3x-2y+3=0,有一动圆(圆心和半径都动)与l1,l2都相交,且l1,l2被圆截得的弦长分别是定值26和24,则动圆圆心的轨迹方程是 .
解析:设动圆的圆心为M(x,y),半径为r,点M到直线l1,l2的距离分别为d1和d2.
由弦心距、半径、半弦长间的关系得,
2r2-d12=26,2r2-d22=24,即r2-d12=169,r2-d22=144,
消去r得动点M满足的几何关系为d22-d12=25,
即(3x-2y+3)213-(2x-3y+2)213=25.
化简得(x+1)2-y2=65,
此即为所求的动圆圆心的轨迹方程.
答案:(x+1)2-y2=65
5.已知双曲线x22-y2=1的左、右顶点分别为A1,A2,点P(x1,y1),Q(x1,-y1)是双曲线上不同的两个动点.
(1)求直线A1P与A2Q交点的轨迹E的方程;
(2)若过点H(0,h)(h>1)的两条直线l1和l2与轨迹E都只有一个交点,且l1⊥l2,求h的值.
解(1)由题设知|x1|>2,A1(-2,0),A2(2,0),
则直线A1P的方程为y=y1x1+2(x+2),①
直线A2Q的方程为y=-y1x1-2(x-2).②
联立①②解得交点坐标为x=2x1,y=2y1x1,
即x1=2x,y1=2yx,③
则x≠0,|x|<2.
而点P(x1,y1)在双曲线x22-y2=1上,得x122-y12=1.
将③代入上式,整理得所求轨迹E的方程为x22+y2=1,x≠0且x≠±2.
(2)设过点H(0,h)的直线为y=kx+h(h>1),
联立x22+y2=1与y=kx+h(h>1),
得(1+2k2)x2+4khx+2h2-2=0.
令Δ=16k2h2-4(1+2k2)(2h2-2)=0,得h2-1-2k2=0,解得k1=h2-12,k2=-h2-12.
由于l1⊥l2,则k1k2=-h2-12=-1,故h=3.
过点A1,A2分别引直线l1,l2通过y轴上的点H(0,h),且使l1⊥l2,因此A1H⊥A2H,
由h2×-h2=-1,得h=2.
此时,l1,l2的方程分别为y=x+2与y=-x+2,
它们与轨迹E分别仅有一个交点-23,223与23,223.
所以,符合条件的h的值为3或2.
6.学校科技小组在计算机上模拟航天器变轨返回试验.设计方案如图:航天器运行(按顺时针方向)的轨迹方程为x2100+y225=1,变轨(即航天器运行轨迹由椭圆变为抛物线)后返回的轨迹是以y轴为对称轴、M0,647为顶点的抛物线的实线部分,降落点为D(8,0).观测点A(4,0),B(6,0)同时跟踪航天器.
(1)求航天器变轨后的运行轨迹所在的曲线方程.
(2)试问:当航天器在x轴上方时,观测点A,B测得离航天器的距离分别为多少时,应向航天器发出变轨指令?
解(1)由题意,可设曲线方程为y=ax2+647,将点D(8,0)的坐标代入,得0=a·64+647,解得a=-17.
故所求曲线方程为y=-17x2+647.
(2)设变轨点为C(x,y).
根据题意可知
x2100+y225=1,y=-17x2+647,
消去x得4y2-7y-36=0,
解得y=4或y=-94(舍去),
于是x=6或x=-6(舍去),故点C的坐标为(6,4).
应用两点间距离公式计算,得|AC|=25,|BC|=4.
故当观测点A,B测得离航天器的距离分别为25,4时,应向航天器发出变轨指令.
7.导学号73144003设椭圆方程为x2+y24=1,过点M(0,1)的直线l交椭圆于A,B两点,O为坐标原点,点P满足OP=12(OA+OB),点N的坐标为12,12,当直线l绕点M旋转时,求:
(1)动点P的轨迹方程;
(2)|NP|的最大值和最小值.
解(1)直线l过定点M(0,1),设其斜率为k,则l的方程为y=kx+1.
设A(x1,y1),B(x2,y2),
由题意知,A,B的坐标满足方程组y=kx+1,x2+y24=1.
消去y得(4+k2)x2+2kx-3=0.
则Δ=4k2+12(4+k2)>0,
x1+x2=-2k4+k2,x1x2=-34+k2.
由OP=12(OA+OB),得点P是AB的中点.
设P(x,y),则
x=12(x1+x2)=-k4+k2,y=12(y1+y2)=12(kx1+1+kx2+1)=44+k2,
消去k得4x2+y2-y=0.
当斜率k不存在时,AB的中点是坐标原点,也满足这个方程,故点P的轨迹方程为4x2+y2-y=0.
(2)由(1)知4x2+y-122=14,
得-14≤x≤14.
而|NP|2=x-122+y-122
=x-122+1-16x24=-3x+162+712,
故当x=-16时,|NP|取得最大值216,
当x=14时,|NP|取得最小值14.
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