高考数学(理)自由复习步步高系列09.docx

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《新步步高》高考考前三个月数学(四川专用理科)二轮回扣专项练9含答案.doc

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A. _]_*iC. l+|i 答案B 昨 l+2i l+2i (l+2i)(-2i) 一万二 4i?解析 百产三F= (_2i)(_2i) = 4F= _l+*i.2. 一个均匀的正方体玩具的各个面上分别标以数字1,2,3,4,56将这个玩具向上抛掷1次, 设事件/表示向上的一而出现奇数点,事件B 表示向上的一面出现的点数不超过3,事件C 表示向上的一而岀现的点数不小于4,贝9()A. 力与3是互斥而非对立事件B. /与B 是对立事件C. B 与C 是互斥而非对立事件D. B 与C 是对立事件答案D解析 AHB={出现点数1或3},事件力,B 不互斥更不对立;BOC=0, BUC=Q(Q 为基 本事件的集合),故事件3, C 是对立事件.3. 从1,2,3,4中任取2个不同的数,则取出的2个数之差的绝对值为2的概率是()答案B解析基本事件的总数为6,构成“取出的2个数之差的绝对值为2”这个事件的基本事件的个数为2.2 1所以,所求概率P=^=y 故选B.4. 复数z 满足(z —3)(2 —i) = 5(i 为虚数单位),则z 的共辘复数;为() A ・ 2+iB ・ 2-iB. — 1+㊁i D. 1-*i答案D5 —解析因为(z —3)(2 —i) = 5,所以 z=〒〒+3 = 2 + i + 3 = 5 + i,所以 z =5 —i. 5•如图,在圆心角为直角的扇形0/3中,分别以0儿为直径作两个半圆.在扇形内随机取一点,则此点取自阴影部分的概率是()答案c 解析设OA = 29则扇形面积为兀・兀一2 TI6.某班的全体学牛参加英语测试,成绩的频率分布直方图如图,数据的分组依次为[20,40),[40,60), [60,80), [80,100].若低于60分的人数是15,则该班的学生人数是( )A. 45B. 50C. 55D. 60答案B解析 由频率分布直方图,知低于60分的频率为(0.01+0.005)X20 = 0.3.C.RA阴影部分的面积为:X2]=TI -2,由尸=可知结果.・・・该班学生人数n=~=^.7.下图茎叶图记录了甲、乙两组各五名学生在一次英语听力测试中的成绩(单位:分).甲组乙组909x 21 5 y 87 424已知甲组数据的中位数为15,乙组数据的平均数为16.8,则兀,夕的值分别为()A. 2,5B. 5,5C. 5,8D. 8,8答案C解析由甲组数据中位数为15 ,可得x = 5;而乙组数据的平均数16.8 = 9+15 + (10^) + 18+24,可解得尸&故选C.8.阅读下边的程序框图,运行相应的程序,则输出n的值为()A. 7B. 6C. 5D. 4答案D解析第一次运算,n= 1, S= — 1 ;第二次运算,〃=2, S= 1 ;第三次运算,n=3, S=—2;心率小于爭的椭圆的概率为答案32第四次运算,”=4, 5=2,此时符合输出条件,9.在区间[1,5]和[2,4]内分别取一个数,记为a,故输出的n值为4.2 2b,则方稈手+話=1表示焦点在X轴上且离2 2解析当方程牙+为=1表示焦点在X轴上且离心率小于爭的椭圆时,有[a2>b2,[a2<4b2,化简,a>b9a<2h.又bW[2,4],画出满足不等式的平面区域,如图阴影部分所示,求得阴影部分的面积为乎,10. 如图所示是某学校一名篮球运动员在五场比赛屮所得分数的茎叶图,则该运动员在这五场比赛中得分的方差为 ________ .0 1答案6.8解析 ~ =|(8 + 9+10+13+15)=11, ?=|[(8-11)2+(9-11)2+(10-11)2+(13-11)2+(15-11)2]=6. &11. 若某程序框图如图所示,则该程序运行后输出的值等于答案I解析当k=5时,输出S. 此时’1 + 1X2 + 2X3 + 3X4+4X5 (丄I 1 丄1 1 丄1 Kill= 1 + 1 -尹厂亍+亍-W+厂产2-g12. 现有10个数,它们能构成一个以1为首项,一3为公比的等比数列,若从这10个数中S阴影15 32-9 5-g” a=b随机抽取一个数,则它小于8的概率是 ________ .3答案J解析 这 10 个数是 1, -3, (一3冗(一3几(一3)- (-3)5, (一3几(一3几(一3咒(~3)9, 所以它小于8的概率等于13. 现在某类病毒记作乙必,其中正整数加〃伽W7, 〃W9)可以任意选取,则加,都取到奇数的概率为 ________解析 所有的情况数为7X9=63,都取到奇数的情况数为4X5=20,所以加,n 都取到奇20 数的概率为鲁.14. 花园小区内有一块三边长分别是5m, 5m, 6m 的三角形绿化地,有一只小花猫在其内 部玩耍,若不考虑猫的大小,则在任意指定的某时刻,小花猫与三角形三个顶点的距离均超 过2m 的概率是 ______ 答案1-|解析如图所示,分别以三角形/BC 的三个顶点为圆心,2为半径作圆, 与三角形力BC 的边交于D, E, M, N, 0, P.由题意可知,小花猫在三角形的内部玩耍,该三角形是一个腰长为5, 底边长为6的等腰三角形.底边力3上的高为A=^/52—32=4, 故厶ABC 的面积5=|x6X4= 12.而“小花猫与三角形三个顶点的距离均超过2m”对应的区域为图中阴影部分,即三角形 /BC 除去以三个顶点为圆心,2为半径的扇形部分.因为A+B+C=n,所以三个扇形的面积之和为|TT X22 = 27I . 故阴影部分的面积S'27r=12-2n.Q 912 — 2JETT所以“小花猫与三角形三个顶点的距离均超过2m”的概率为15. 2014年8月第二届青年奥林匹克运动会已在南京举行,为做好青奥会期间的接待服务 工作,南京大学学生实践活动中心从8名学生会干部(其中男生5名,女生3名)中选3名参 加青奥会的志愿者服务活动.若所选3名学生中的女生人数为X 求X 的分布列及数学期望. 解(1)因为8名学生会干部中有5名男生,3名女生,所以X 的分布列服从超几何分布. X 的所有可能取值为0,1,2,3,答案 20 63其中 P(X= 0=^-(i=0,1,2,3).所以X 的分布列为所以 X 的数学期望为 E(X) = 0X^+1 x||+2x||+3X^=||=|.16. 某产品按行业生产标准分成6个等级,等级系数 < 依次为1,2,3,4,5,6,按行业规定产品 的等级系数的为一等品,3Wf<5的为二等品,界3的为三等品.若某工厂生产的产品均符合行业标准,从该厂生产的产品中随机抽取30件,相应的等级系 数组成一个样本,数据如下:1 3 1 1 6 3 3 4 12 4 12 53 1 2 6 3 16121225345(1) 以此30件产品的样本来估计该厂产品的总体情况,试分别求出该厂生产的产品为一等品、 二等品和三等品的概率;(2) 己知该厂生产一件产品的利润y (单位:元)与产品的等级系数的关系式为y = 1, C<3, < 2, 3Wd<5, 若从该厂大量产品中任取两件,其利润记为乙求Z 的分布列和数学期望..4, &5解(1)由题意在抽取的30件产品中一等品有6件,二等品有9件,三等品有15件, 故该厂生产一等品概率为9 3 二等品概率为卩2=元=而,三等品概率为(2)由题意得:Z 的可能取值为2,3,4,5,6,8,而从该厂大量产品中任取两件取得一等品、二等 品、三等品是相互独立的,故:1 1 1 1 33P(Z=2)=㊁><空=才,P(Z=3)=2X-X —=—,丄285P(X=}) =1528JP(X=2)== j5 56*P(X=3)=曲=丄~CT _56-由公式可得P(%=0)=c?ci clP(Z=4)=寻><寻=金,P(Z=5)=2x|x|=|,・・・z 的分布列为1 3 9 131.••E(Z)=2X -+3X —+4X —+5X-+6X^+8X —=3. &3 1 3 P(Z=6)=2X-X-=-P(Z=8)=|x|=^.。

2021届步步高数学大一轮复习讲义(理科)第九章 9.7抛物线

2021届步步高数学大一轮复习讲义(理科)第九章 9.7抛物线

§9.7抛物线1.抛物线的概念平面内与一个定点F和一条定直线l(l不经过点F)的距离相等的点的轨迹叫做抛物线.点F 叫做抛物线的焦点,直线l叫做抛物线的准线.2.抛物线的标准方程和几何性质概念方法微思考1.若抛物线定义中定点F 在定直线l 上时,动点的轨迹是什么图形? 提示 过点F 且与l 垂直的直线.2.直线与抛物线只有一个交点是直线与抛物线相切的什么条件?提示 直线与抛物线的对称轴平行时,只有一个交点,但不是相切,所以直线与抛物线只有一个交点是直线与抛物线相切的必要不充分条件.题组一 思考辨析1.判断下列结论是否正确(请在括号中打“√”或“×”)(1)平面内与一个定点F 和一条定直线l 的距离相等的点的轨迹一定是抛物线.( × ) (2)方程y =ax 2(a ≠0)表示的曲线是焦点在x 轴上的抛物线,且其焦点坐标是⎝⎛⎭⎫a 4,0,准线方程是x =-a4.( × )(3)过抛物线的焦点与抛物线对称轴垂直的直线被抛物线截得的线段叫做抛物线的通径,那么抛物线x 2=-2ay (a >0)的通径长为2a .( √ ) 题组二 教材改编2.过抛物线y 2=4x 的焦点的直线l 交抛物线于P (x 1,y 1),Q (x 2,y 2)两点,如果x 1+x 2=6,则|PQ |等于( )A .9B .8C .7D .6 答案 B解析 抛物线y 2=4x 的焦点为F (1,0),准线方程为x =-1. 根据题意可得,|PQ |=|PF |+|QF |=x 1+1+x 2+1=x 1+x 2+2=8.3.若抛物线y 2=4x 的准线为l ,P 是抛物线上任意一点,则P 到准线l 的距离与P 到直线3x +4y +7=0的距离之和的最小值是( ) A .2 B.135 C.145 D .3答案 A解析 由抛物线定义可知点P 到准线l 的距离等于点P 到焦点F 的距离, 由抛物线y 2=4x 及直线方程3x +4y +7=0可得直线与抛物线相离.∴点P 到准线l 的距离与点P 到直线3x +4y +7=0的距离之和的最小值为点F (1,0)到直线3x +4y +7=0的距离, 即|3+7|32+42=2.故选A.4.已知抛物线的顶点是原点,对称轴为坐标轴,并且经过点P (-2,-4),则该抛物线的标准方程为____________________. 答案 y 2=-8x 或x 2=-y解析 设抛物线方程为y 2=mx (m ≠0)或x 2=my (m ≠0). 将P (-2,-4)代入,分别得方程为y 2=-8x 或x 2=-y . 题组三 易错自纠5.已知抛物线C 与双曲线x 2-y 2=1有相同的焦点,且顶点在原点,则抛物线C 的方程是( ) A .y 2=±22x B .y 2=±2x C .y 2=±4x D .y 2=±42x答案 D解析 由已知可知双曲线的焦点为(-2,0),(2,0). 设抛物线方程为y 2=±2px (p >0),则p2=2,所以p=22,所以抛物线方程为y2=±42x.故选D.6.设抛物线y2=8x的准线与x轴交于点Q,若过点Q的直线l与抛物线有公共点,则直线l 的斜率的取值范围是__________.答案[-1,1]解析Q(-2,0),当直线l的斜率不存在时,不满足题意,故设直线l的方程为y=k(x+2),代入抛物线方程,消去y整理得k2x2+(4k2-8)x+4k2=0,由Δ=(4k2-8)2-4k2·4k2=64(1-k2)≥0,解得-1≤k≤1.抛物线的定义和标准方程命题点1定义及应用例1设P是抛物线y2=4x上的一个动点,F是抛物线y2=4x的焦点,若B(3,2),则|PB|+|PF|的最小值为________.答案 4解析如图,过点B作BQ垂直准线于点Q,交抛物线于点P1,则|P1Q|=|P1F|.则有|PB|+|PF|≥|P1B|+|P1Q|=|BQ|=4,即|PB|+|PF|的最小值为4.本例中的B点坐标改为(3,4),则|PB|+|PF|的最小值为________.答案2 5解析由题意可知点B(3,4)在抛物线的外部.∵|PB|+|PF|的最小值即为B,F两点间的距离,F(1,0),∴|PB|+|PF|≥|BF|=22+42=25,即|PB|+|PF|的最小值为2 5.若将本例中的条件改为已知抛物线方程为y2=4x,直线l的方程为x-y+5=0,在抛物线上有一动点P到y轴的距离为d1,到直线l的距离为d2,则d1+d2的最小值为________.答案32-1解析由题意知,抛物线的焦点为F(1,0).点P到y轴的距离d1=|PF|-1,所以d1+d2=d2+|PF|-1.易知d2+|PF|的最小值为点F到直线l的距离,故d2+|PF|的最小值为|1+5|12+(-1)2=32,所以d1+d2的最小值为32-1.命题点2求标准方程例2(1)顶点在原点,对称轴为坐标轴,焦点为直线3x-4y-12=0与坐标轴的交点的抛物线的标准方程为()A.x2=-12y或y2=16x B.x2=12y或y2=-16xC.x2=9y或y2=12x D.x2=-9y或y2=-12x答案 A解析 对于直线方程3x -4y -12=0, 令x =0,得y =-3;令y =0,得x =4, 所以抛物线的焦点为(0,-3)或(4,0).当焦点为(0,-3)时,设抛物线方程为x 2=-2py (p >0), 则p2=3,所以p =6, 此时抛物线的标准方程为x 2=-12y ;当焦点为(4,0)时,设抛物线方程为y 2=2px (p >0), 则p2=4,所以p =8, 此时抛物线的标准方程为y 2=16x .故所求抛物线的标准方程为x 2=-12y 或y 2=16x .(2)设抛物线C :y 2=2px (p >0)的焦点为F ,点M 在C 上,|MF |=5,若以MF 为直径的圆过点(0,2),则C 的标准方程为( ) A .y 2=4x 或y 2=8x B .y 2=2x 或y 2=8x C .y 2=4x 或y 2=16x D .y 2=2x 或y 2=16x答案 C解析 由题意知,F ⎝⎛⎭⎫p 2,0,抛物线的准线方程为x =-p 2, 则由抛物线的定义知,x M =5-p2,设以MF 为直径的圆的圆心为⎝⎛⎭⎫52,y M 2, 所以圆的方程为⎝⎛⎭⎫x -522+⎝⎛⎭⎫y -y M 22=254, 又因为圆过点(0,2),所以y M =4,又因为点M 在C 上,所以16=2p ⎝⎛⎭⎫5-p2,解得p =2或p =8, 所以抛物线C 的标准方程为y 2=4x 或y 2=16x , 故选C.思维升华 (1)与抛物线有关的最值问题,一般情况下都与抛物线的定义有关.“看到准线想焦点,看到焦点想准线”,这是解决与过抛物线焦点的弦有关问题的重要途径.(2)求抛物线标准方程的常用方法是待定系数法,其关键是判断焦点位置、开口方向,在方程的类型已经确定的前提下,只需一个条件就可以确定抛物线的标准方程.跟踪训练1 (1)若抛物线y 2=2px (p >0)上一点到焦点和到抛物线对称轴的距离分别为10和6,则抛物线的方程为( ) A .y 2=4x B .y 2=36xC .y 2=4x 或y 2=36xD .y 2=8x 或y 2=32x 答案 C解析 因为抛物线y 2=2px (p >0)上一点到抛物线的对称轴的距离为6,所以若设该点为P , 则P (x 0,±6).因为P 到抛物线的焦点F ⎝⎛⎭⎫p 2,0的距离为10,所以由抛物线的定义得x 0+p2=10.① 因为P 在抛物线上,所以36=2px 0.②由①②解得p =2,x 0=9或p =18,x 0=1,则抛物线的方程为y 2=4x 或y 2=36x .(2)(2020·四川资阳、眉山、遂宁、广安四市联考)已知点A (-1,0)是抛物线y 2=2px 的准线与x 轴的交点,F 为抛物线的焦点,P 是抛物线上的动点,则|PF ||P A |的最小值为( )A.13B.22C.45D.32 答案 B解析 由题设知p =2,设点P (x ,y ),点P 到直线x =-1的距离为d , 则d =x +1. 所以|PF ||P A |=d |P A |=x +1(x +1)2+4x =11+4x (x +1)2=11+4xx 2+2x +1=11+4x +1x+2≥22. 故当且仅当x =1x ,即x =1时等号成立,即当x =1时,|PF ||P A |取得最小值22.抛物线的几何性质例3 (1)过点P (-2,0)的直线与抛物线C :y 2=4x 相交于A ,B 两点,且|P A |=12|AB |,则点A到抛物线C 的焦点的距离为( ) A.53 B.75 C.97 D .2 答案 A解析 设A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),分别过点A ,B 作直线x =-2的垂线,垂足分别为点D ,E . ∵|P A |=12|AB |,∴⎩⎪⎨⎪⎧3(x 1+2)=x 2+2,3y 1=y 2,又⎩⎪⎨⎪⎧y 21=4x 1,y 22=4x 2,得x 1=23,则点A 到抛物线C 的焦点的距离为1+23=53.(2)已知双曲线y 24-x 2=1的两条渐近线分别与抛物线y 2=2px (p >0)的准线交于A ,B 两点.O为坐标原点.若△OAB 的面积为1,则p 的值为________. 答案2解析 双曲线的两条渐近线方程为y =±2x ,抛物线的准线方程为x =-p2,故A ,B 两点的坐标为⎝⎛⎭⎫-p 2,±p ,|AB |=2p ,所以S △AOB =12×2p ×p 2=p 22=1,解得p = 2.(3)如图,点F 是抛物线y 2=8x 的焦点,点A ,B 分别在抛物线y 2=8x 及圆(x -2)2+y 2=16的实线部分上运动,且AB 始终平行于x 轴,则△ABF 的周长的取值范围是________.答案 (8,12)解析 设A (x A ,y A ),B (x B ,y B ). 抛物线的准线l :x =-2,焦点F (2,0), 由抛物线定义可得|AF |=x A +2,圆(x -2)2+y 2=16的圆心为点(2,0),半径为4, ∴△F AB 的周长为|AF |+|AB |+|BF |=x A +2+(x B -x A )+4=6+x B ,由抛物线y 2=8x 及圆(x -2)2+y 2=16可得交点的横坐标为2,∴x B ∈(2,6),∴6+x B ∈(8,12). ∴△ABF 的周长的取值范围是(8,12).思维升华 在解决与抛物线的性质有关的问题时,要注意利用几何图形的形象、直观的特点来解题,特别是涉及焦点、顶点、准线的问题更是如此.跟踪训练2 (1)以原点为顶点,y 轴为对称轴的抛物线Ω与正方形ABCD 有公共点,其中A (2,2),B (4,2),C (4,4),则抛物线Ω的焦点F 到准线l 的最大距离为( ) A.12 B .4 C .6 D .8 答案 B解析 由题意可得D (2,4),设抛物线Ω:x 2=2py ,p >0,要使得抛物线Ω与正方形ABCD 有公共点,其临界状态应该是过B 或过D ,把B ,D 的坐标分别代入抛物线方程,得42=2p ×2,或22=2p ×4,可得p =4或p =12,故抛物线的焦点F 到准线l 的最大距离为4.(2)已知点A 是抛物线y =14x 2的对称轴与准线的交点,点F 为该抛物线的焦点,点P 在抛物线上且满足|PF |=m |P A |,则m 的最小值为________. 答案22解析 过P 作准线的垂线,垂足为N ,则由抛物线的定义可得|PN |=|PF |, ∵|PF |=m |P A |,∴|PN |=m |P A |,则|PN ||P A |=m ,设P A 的倾斜角为α,则sin α=m ,当m 取得最小值时,sin α最小,此时直线P A 与抛物线相切, 设直线P A 的方程为y =kx -1,代入x 2=4y , 可得x 2=4(kx -1),即x 2-4kx +4=0, ∴Δ=16k 2-16=0,∴k =±1, ∴m 的最小值为22.直线与抛物线例4 (2019·全国Ⅰ)已知抛物线C :y 2=3x 的焦点为F ,斜率为32的直线l 与C 的交点为A ,B ,与x 轴的交点为P .(1)若|AF |+|BF |=4,求l 的方程; (2)若AP →=3PB →,求|AB |.解 设直线l :y =32x +t ,A (x 1,y 1),B (x 2,y 2).(1)由题设可得F ⎝⎛⎭⎫34,0, 故|AF |+|BF |=x 1+x 2+32,又|AF |+|BF |=4,所以x 1+x 2=52.由⎩⎪⎨⎪⎧y =32x +t ,y 2=3x ,可得9x 2+12(t -1)x +4t 2=0, 令Δ>0,得t <12,则x 1+x 2=-12(t -1)9.从而-12(t -1)9=52,得t =-78.所以l 的方程为y =32x -78,即12x -8y -7=0.(2)由AP →=3PB →可得y 1=-3y 2,由⎩⎪⎨⎪⎧y =32x +t ,y 2=3x ,可得y 2-2y +2t =0, 所以y 1+y 2=2,从而-3y 2+y 2=2,故y 2=-1,y 1=3, 代入C 的方程得x 1=3,x 2=13,即A (3,3),B ⎝⎛⎭⎫13,-1, 故|AB |=4133. 思维升华 (1)直线与抛物线的位置关系和直线与椭圆、双曲线的位置关系类似,一般要用到根与系数的关系.(2)有关直线与抛物线的弦长问题,要注意直线是否过抛物线的焦点.若过抛物线的焦点(设焦点在x 轴的正半轴上),可直接使用公式|AB |=x 1+x 2+p ,若不过焦点,则必须用一般弦长公式.(3)涉及抛物线的弦长、中点、距离等相关问题时,一般利用根与系数的关系采用“设而不求”“整体代入”等解法.提醒:涉及弦的中点、斜率时一般用“点差法”求解. (4)设AB 是过抛物线y 2=2px (p >0)焦点F 的弦, 若A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),则 ①x 1x 2=p 24,y 1y 2=-p 2.②弦长|AB |=x 1+x 2+p =2psin 2α(α为弦AB 的倾斜角).③以弦AB 为直径的圆与准线相切.④通径:过焦点垂直于对称轴的弦,长等于2p ,通径是过焦点最短的弦.跟踪训练3 已知点M 为直线l 1:x =-1上的动点,N (1,0),过M 作直线l 1的垂线l ,l 交MN 的中垂线于点P ,记点P 的轨迹为C . (1)求曲线C 的方程;(2)若直线l 2:y =kx +m (k ≠0)与圆E :(x -3)2+y 2=6相切于点D ,与曲线C 交于A ,B 两点,且D 为线段AB 的中点,求直线l 2的方程.解 (1)由已知可得,|PN |=|PM |,即点P 到定点N 的距离等于它到直线l 1的距离, 故点P 的轨迹是以N 为焦点,l 1为准线的抛物线, ∴曲线C 的方程为y 2=4x .(2)设A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),D (x 0,y 0),由⎩⎪⎨⎪⎧y =kx +m ,y 2=4x ,得k 2x 2+(2km -4)x +m 2=0, ∴x 1+x 2=4-2km k 2,∴x 0=x 1+x 22=2-km k2,y 0=kx 0+m =2k ,即D ⎝ ⎛⎭⎪⎫2-km k2,2k ,∵直线l 2与圆E :(x -3)2+y 2=6相切于点D , ∴|DE |2=6,且DE ⊥l 2, 从而⎝⎛⎭⎪⎫2-km k 2-32+⎝⎛⎭⎫2k 2=6,k DE ·k =-1, 即⎩⎪⎨⎪⎧2-km k 2-3=-2,⎝ ⎛⎭⎪⎫2-km k 2-32+⎝⎛⎭⎫2k 2=6,整理可得⎝⎛⎭⎫2k 2=2,即k =±2, ∴m =0,故直线l 2的方程为2x -y =0或2x +y =0.1.抛物线y =ax 2(a ≠0)的准线方程是y =1,则a 的值为( ) A.14 B .-14 C .4 D .-4 答案 B解析 由y =ax 2,变形得x 2=1a y =2×12a y ,∴p =12a .又抛物线的准线方程是y =1,∴-14a =1,解得a =-14.2.已知点P (2,y )在抛物线y 2=4x 上,则点P 到抛物线焦点F 的距离为( ) A .2 B .3 C. 3 D. 2 答案 B解析 因为抛物线y 2=4x 的焦点为(1,0),准线为x =-1,结合定义点P 到抛物线焦点的距离等于它到准线的距离,为3.3.设F 为抛物线y 2=2x 的焦点,A ,B ,C 为抛物线上三点,若F 为△ABC 的重心,则|F A →|+|FB →|+|FC →|的值为( ) A .1 B .2 C .3 D .4 答案 C解析 依题意,设点A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),C (x 3,y 3), 又焦点F ⎝⎛⎭⎫12,0,所以x 1+x 2+x 3=3×12=32, 则|F A →|+|FB →|+|FC →|=⎝⎛⎭⎫x 1+12+⎝⎛⎭⎫x 2+12+⎝⎛⎭⎫x 3+12=(x 1+x 2+x 3)+32=32+32=3. 4.(2020·四川省双流中学检测)过点(-1,0)且倾斜角为45°的直线与抛物线y 2=4x 的位置关系是( )A .相交且有两个公共点B .相交且有一个公共点C .有一个公共点且相切D .无公共点答案 C解析 直线方程为y =x +1,由⎩⎪⎨⎪⎧y =x +1,y 2=4x ,得(x +1)2=4x ⇒x 2-2x +1=0,Δ=0且有重根x =1, ∴该直线与抛物线y 2=4x 有唯一公共点且相切.5.若直线y =2x +p2与抛物线x 2=2py (p >0)相交于A ,B 两点,则|AB |等于( )A .5pB .10pC .11pD .12p 答案 B解析 将直线方程代入抛物线方程, 可得x 2-4px -p 2=0, 设A (x 1,y 1),B (x 2,y 2), 则x 1+x 2=4p , ∴y 1+y 2=9p ,∵直线过抛物线的焦点, ∴|AB |=y 1+y 2+p =10p .6.已知抛物线y 2=4x 的焦点为F ,过焦点F 的直线交抛物线于A ,B 两点,O 为坐标原点,若|AB |=6,则△AOB 的面积为( ) A. 6 B .2 2 C .2 3 D .4 答案 A解析 根据题意,抛物线y 2=4x 的焦点为F (1,0).设直线AB 的斜率为k ,可得直线AB 的方程为y =k (x -1),设A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),由⎩⎪⎨⎪⎧y =k (x -1),y 2=4x 消去x ,得y 2-4k y -4=0,y 1+y 2=4k ,y 1y 2=-4,则x 1+x 2=y 1+y 2k +2=4k2+2,|AB |=x 1+x 2+p =4k 2+2+2=6,则k =±2,|y 1-y 2|=(y 1+y 2)2-4y 1y 2=26,S △AOB =S △AOF +S △BOF =12|OF |·|y 1-y 2|=12×1×26=6,∴△AOB 的面积为 6.7.(2020·成都模拟)已知顶点在坐标原点的抛物线的焦点坐标为(0,-2),则此抛物线的标准方程为________. 答案 x 2=-8y解析 依题意可设抛物线的方程为x 2=-2py (p >0),因为焦点坐标为(0,-2), 所以-p2=-2,解得p =4.故所求抛物线的标准方程为x 2=-8y .8.从抛物线y 2=4x 上一点P 引其准线的垂线,垂足为M ,设抛物线的焦点为F ,且|PF |=5,则△MPF 的面积为________. 答案 10解析 由抛物线的定义可知|PF |=|PM |=5,并且点P 到准线的距离x P +1=5, ∴x P =4,y P =±4, ∴S =12×5×4=10.9.已知直线l 是抛物线y 2=2px (p >0)的准线,半径为3的圆过抛物线顶点O 和焦点F 与l 相切,则抛物线的方程为________. 答案 y 2=8x解析 ∵半径为3的圆与抛物线的准线l 相切, ∴圆心到准线的距离等于3,又∵圆心在OF 的垂直平分线上,|OF |=p2,∴p 2+p4=3,∴p =4,故抛物线的方程为y 2=8x . 10.已知抛物线C :y 2=8x 与点M (-2,2),过C 的焦点且斜率为k 的的直线与C 交于A ,B 两点.若MA →·MB →=0,则k =________. 答案 2解析 抛物线C 的焦点为F (2,0), 则直线方程为y =k (x -2),与抛物线方程联立,消去y 化简得k 2x 2-(4k 2+8)x +4k 2=0, 则抛物线C 与直线必有两个交点.设点A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),则x 1+x 2=4+8k 2,x 1x 2=4,所以y 1+y 2=k (x 1+x 2)-4k =8k ,y 1y 2=k 2[x 1x 2-2(x 1+x 2)+4]=-16.因为MA→·MB→=(x1+2,y1-2)·(x2+2,y2-2)=(x1+2)(x2+2)+(y1-2)(y2-2)=x1x2+2(x1+x2)+y1y2-2(y1+y2)+8=0,将上面各个量代入,化简得k2-4k+4=0,所以k=2.11.一条隧道的横断面由抛物线弧及一个矩形的三边围成,尺寸(单位:m)如图,一辆卡车空车时能通过此隧道,现载一集装箱,箱宽3 m,车与箱共高4.5 m,此车能否通过隧道?说明理由.解建立如图所示的平面直角坐标系,设矩形的边与抛物线的接点为A,B,则A(-3,-3),B(3,-3).设抛物线方程为x 2=-2py (p >0),将B 点坐标代入得9=-2p ·(-3),所以p =32. 所以抛物线方程为x 2=-3y (-3≤y ≤0).因为车与箱共高4.5 m ,所以集装箱上表面距抛物线形隧道拱顶0.5 m.设抛物线上点D 的坐标为(x 0,-0.5),则x 20=32, 所以|x 0|=32=62, 所以2|x 0|=6<3,故此车不能通过隧道.12.已知点F (0,1),点A (x ,y )(y ≥0)为曲线C 上的动点,过A 作x 轴的垂线,垂足为B ,满足|AF |=|AB |+1.(1)求曲线C 的方程;(2)直线l 与曲线C 交于两个不同点P ,Q (非原点),过P ,Q 两点分别作曲线C 的切线,两切线的交点为M ,设线段PQ 的中点为N ,若|FM |=|FN |,求直线l 的斜率.解 (1)由|AF |=|AB |+1,得x 2+(y -1)2=|y |+1,化简得曲线C 的方程为x 2=4y .(2)由题意可知直线l 的斜率存在,设直线l 的方程为y =kx +b ,联立x 2=4y ,得x 2-4kx -4b =0.设P (x 1,y 1),Q (x 2,y 2),则x 1+x 2=4k ,x 1x 2=-4b ,设N (x N ,y N ),则x N =x 1+x 22=2k ,y N =2k 2+b , 又曲线C 的方程为x 2=4y ,即y =x 24,y ′=x 2, ∴过P 点的切线斜率为x 12,切线方程为y -y 1=x 12(x -x 1), 即y =x 12x -14x 21. 同理,过Q 点的切线方程为y =x 22x -14x 22,联立两切线可得交点M 的坐标为x M =x 1+x 22=2k ,y M =14x 1x 2=-b . 所以x M =x N ,又因为|FM |=|FN |,所以MN 中点纵坐标为1,即2k 2+b -b 2=1, k =±1,故直线l 的斜率为k =±1.13.(2020·云南联考)已知M 是抛物线C :y 2=2px (p >0)上的任意一点,以M 为圆心的圆与直线x =-1相切且经过点N (1,0),设斜率为1的直线与抛物线C 交于P ,Q 两点,则线段PQ 的中点的纵坐标为( )A .2B .4C .6D .8答案 A解析 由题意知,圆心M 到直线x =-1和到点N (1,0)的距离相等,且点M 在抛物线上, 所以点N (1,0)是抛物线的焦点,直线x =-1是抛物线的准线,所以p 2=1,即p =2. 设斜率为1的直线的方程为y =x +b ,联立方程得⎩⎪⎨⎪⎧y 2=4x ,y =x +b ,消去x , 得y 2-4y +4b =0.因为直线与抛物线交于P ,Q 两点,所以y P +y Q =4,所以线段PQ 的中点的纵坐标为y P +y Q 2=2. 14.长为2的线段AB 的两个端点在抛物线y 2=x 上滑动,则线段AB 的中点M 到y 轴距离的最小值是________.答案 34解析 由题意知,2大于抛物线的通径,即AB 可以过焦点.设抛物线y 2=x 的焦点为F ,准线为l ,点A ,B ,M 在l 上的射影分别为点C ,D ,N ,连接AC ,BD ,MN ,如图.由梯形的中位线定理,可得|MN |=12(|AC |+|BD |). 连接AF ,BF ,根据抛物线的定义得|AF |=|AC |,|BF |=|BD |.根据平面几何知识,可得|AF |+|BF |≥|AB |,当且仅当点F 在AB 上时取等号,∴|AC |+|BD |≥|AB |=2,∴|MN |=12(|AC |+|BD |)≥12|AB |=1. 设点M 的横坐标为a ,抛物线y 2=x 的准线方程为x =-14, 则|MN |=a +14≥1,解得a ≥34. 因此,当且仅当线段AB 为经过抛物线焦点的弦时,AB 的中点M 到y 轴距离的最小值为34.15.过抛物线C :x 2=4y 的焦点F 作直线l 交C 于A ,B 两点,设D (0,3).若(DA →+DB →)·AB →=0,则弦AB 的长为________.答案 4解析 若(DA →+DB →)·AB →=0,则线段AB 的垂直平分线过点D .设A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),则x 21=4y 1,x 22=4y 2,两式相减得x 1+x 2=4(y 1-y 2)x 1-x 2=4k AB ,即k AB =x 1+x 24, 则弦AB 的中点与点D (0,3)的连线的斜率k =y 1+y 22-3x 1+x 22=-4x 1+x 2, 所以y 1+y 2=2,所以|AB |=y 1+y 2+2=4.16.已知抛物线E :y 2=2px (p >0)的焦点为F ,过点F 且倾斜率为π4的直线l 被E 截得的线段长为8.(1)求抛物线E 的方程;(2)已知点C 是抛物线上的动点,以C 为圆心的圆过点F ,且圆C 与直线x =-12相交于A ,B 两点, 求|F A |·|FB |的取值范围.解 (1)由题意,直线l 的方程为y =x -p 2,联立⎩⎪⎨⎪⎧y =x -p 2,y 2=2px ,消去y 整理得x 2-3px +p 24=0. 设直线l 与抛物线E 的交点的横坐标分别为x 1,x 2,则x 1+x 2=3p ,故直线l 被抛物线E 截得的线段长为x 1+x 2+p =4p =8,得p =2,∴抛物线E 的方程为y 2=4x .(2)由(1)知,F (1,0),设C (x 0,y 0),则圆C 的方程是(x -x 0)2+(y -y 0)2=(x 0-1)2+y 20.令x =-12,得y 2-2y 0y +3x 0-34=0. 又∵y 20=4x 0,∴Δ=4y 20-12x 0+3=y 20+3>0恒成立. 设A ⎝⎛⎭⎫-12,y 3,B ⎝⎛⎭⎫-12,y 4, 则y 3+y 4=2y 0,y 3y 4=3x 0-34. ∴|F A |·|FB |=y 23+94·y 24+94 =(y 3y 4)2+94(y 23+y 24)+8116=⎝⎛⎭⎫3x 0-342+94⎣⎡⎦⎤4y 20-2⎝⎛⎭⎫3x 0-34+8116 =9x 20+18x 0+9=3|x 0+1|. ∵x 0≥0,∴|F A |·|FB |∈[3,+∞).。

高考数学(理)自由复习步步高系列09

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高中数学学习材料金戈铁骑整理制作1.德摩根公式:();()U U U U U U C A B C A C B C A B C A C B ==.2.包含关系:A B ⊆⇔A B A A B B =⇔=U U C B C A ⇔⊆U A C B ⇔=∅U C A B R ⇔=.3.与空集有关的结论:①任何一个集合A 是它本身的子集. ②空集是任何非空集合的真子集. ③0{|0}0a A x ax b b =⎧=+==∅⇒⎨≠⎩. ④2{|0(0)}0A x ax bx c a =++=≠=∅⇒∆<. ⑤{|}A x m x n m n =<<=∅⇒≥.⑥0{|0}0a A x ax b b =⎧=+>=∅⇒⎨≤⎩. ⑦20{|0(0)}0a A x ax bx c a <⎧=++>≠=∅⇒⎨∆<⎩.⑧点集与数集的交集是∅.4.判断判断充分条件及必要条件的结论:原命题不易判断,可等价为逆否命题判断;小范围推出大范围;大范围推不出小范围.5.函数的奇偶性质结论:①()f x 为奇函数()()()()0f x f x f x f x ⇔-=-⇔-+=;()f x 为偶函数()()(||)()()0.f x f x f x f x f x ⇔=-=⇔--= ②若()f x a +为奇函数⇒()f x 的图像关于点)0,(a 中心对称; 若()f x a +为偶函数⇒()f x 的图像关于直线a x =对称;6.函数的周期性结论:①若()y f x =对 x R ∈时 ()()f x a f x a +=-恒成立,则 ()f x 的周 期 为 2||a ;②若()y f x =是偶函数,其图像又关于直线x a =对称,则()f x 的周期为2||a ; ③若()y f x =奇函数,其图像又关于直线x a =对称,则()f x 的周期为4||a ;④若()y f x =关于点(,0)a ,(,0)b 对称,则()f x 的周期为2||a b -;⑤()y f x =的图象关于直线x a =,()x b a b =≠对称,则函数()y f x =的周期为2||a b -; ⑥()y f x =对x R ∈时,()()f x a f x +=-或1()()f x f x a +=±,则()y f x =的周期为2||a ;7. 函数的对称性常用结论:①若函数()y f x =对x R ∈时,()()f a x f a x +=-或()(2)f x f a x =-恒成立,则()y f x =图像关于直线x a =对称;②若()y f x =对x R ∈时,()()f a x f b x +=-恒成立,则()y f x =图像关于直线2a b x +=对称;③函数()y f x =与()y f x =--的图像关于原点成中心对称;函数()y f x =,()y n f m x =--的图像关于点22(,)m n对称;若)()(a x f x f +--=,则函数)(x f y =的图象关于点)0,2(a对称;8.与二次函数相关的图像绝对值变换: ①||2x x x 2c bx ax y c bx ax y ++=−−−−−−−−−−−−→−++=轴上方轴为对称轴翻折到轴下方的图像以把;②y 22||||y ax bx c y a x b x c =++−−−−−−−−−−−−−−→=++保留右侧图像,再作右侧图像关于轴为对称的图形;③222||||x c y axbx y ax bx y ax bx c =+−−−−−−−−→=+−−−−−−−→=++把轴下方的图像翻着上去图像向上平移个单位.9.一元二次方程2()f x x px q =++=0的实根分布:①方程0)(=x f 在区间),(+∞m 内有根的充要条件为()0f m <或2402p q p m ⎧-≥⎪⎨->⎪⎩;②方程0)(=x f 在区间(,)m n 内有根的充要条件为()()0f m f n <;③方程0)(=x f 在区间(,)m -∞内有根的充要条件为()0f m <或2402p q p m ⎧-≥⎪⎨-<⎪⎩ .10.常用的指对数运算公式及结论: ①11m nm nmnaa a-==(0,,a m n N *>∈,且1n >).②log log log m a m NN a=(0a >,且1a ≠,0m >,且1m ≠, 0N >).③对数恒等式:log a NaN =(0a >,且1a ≠, 0N >).推论:log log m na a nb b m=(0a >,且1a ≠, 0N >). 11. 抽象函数与具体函数的对应:抽象函数)(x f 具有的性质特殊函数模型)()()(y f x f y x f +=+正比例函数)0()(≠=k kx x f)()()(y f x f xy f =二次函数2)(x x f = )()()()()()(y f x f y x f y f x f y x f ÷=-=+指数函数)10()(≠<=a a x f x)()()()()()(y f x f y x f y f x f xy f -=÷+=对数函数)10(log )(≠<=a x x f a)()()()()(y f x g y g x f y x f ±=± 正弦函数x x f sin )(= )()()()()(y g x g y f x f y x f =±余弦函数x x f cos )(=)()(1)()()(y f x f y f x f y x f ±=±正切函数x x f tan )(=12121()[()()]22x x f f x f x +≤+ 凹函数12121()[()()]22x x f f x f x +≥+ 凸函数12. 等差数列的通项公式和前n 项和公式推论:①*11(1)()n a a n d dn a d n N =+-=+-∈,()n m a a n m d =+-,m n a a m nd --=;②1()2n n n a a S +=1(1)2n n na d -=+211()22d n a d n na =+-=中间项. 13.等比数列的通项公式前n 项和公式推论: ①1*11()n nn a a a qq n N q-==⋅∈; ②11(1),11,1n n a q q S q na q ⎧-≠⎪=-⎨⎪=⎩ 或11,11,1n n a a qq q S na q -⎧≠⎪-=⎨⎪=⎩.14.等差、等比对应重要性质:①如果数列{}n a 是等差数列,则数列{}n a A (n a A 总有意义)是等比数列;如果数列{}n a 是等比数列,则数列{log ||}(0,1)a n a a a >≠是等差数列;②在等差数列中,若m n l k m n l k a a a a +=+⇒+=+(反之不一定成立);特别地,当2m n p +=时,有2m n p a a a +=;在等比数列中,若m n l k m n l k a a a a +=+⇒=(反之不一定成立); 特别地,当2m n p +=时,有2m n P a a a =;15.常见裂项公式:111(1)1n n nn ++=-;1111()()n n k k nn k++=-;1111(1)(1)2(1)(1)(2)[]n n n n n n n -++++=-.16.二倍角公式及降幂公式 :sin 2sin cos ααα=22tan 1tan αα=+. 2222cos 2cos sin 2cos 112sin ααααα=-=-=-221tan 1tan αα-=+.22tan tan 21tan ααα=-.221cos 21cos 2sin ,cos 22αααα-+== 2sin 21cos 2tan ,cos 1cos 2sin 2αααααα-==+ 21sin 2222(cos sin )|cos sin |θθθθθ±=±=±17.三角函数图像的对称中心和对称轴的结论:①正弦函数sin ()y x x R =∈是奇函数,对称中心是()(),0k k Z π∈,对称轴是直线()2x k k Z ππ=+∈.函数sin()y A x ωϕ=+对称轴可由2x k πωϕπ+=+()k Z ∈解出;对称中心的横坐标是方程x k ωϕπ+=()k Z ∈的解,对称中心的纵坐标为0.对称性.18.ABC ∆中得到的结论:①sin sin()A B C =+,cos cos()A B C =-+,tan tan()A B C =-+. ②22sincosA B C +=,22cossinA B C +=,22tancotA B C +=.③sin sin a b A B A B >⇔>⇔>. ④锐角ABC ∆中,2A B π+>,sin cos ,cos cos A B A B ><.⑤tan tan tan tan tan tan A B C A B C ++=. 19.三角形中向量结论: ①AB AC +过BC 边的中点:||||||||()()AB AC AB AC AB AC AB AC +⊥-;②13()0PG PA PB PC GA GB GC G =++⇔++=⇔为ABC ∆的重心;③PA PB PB PC PA PC P ⋅=⋅=⋅⇔为ABC ∆的垂心; ④||||||0BC PA CA PB AB PC P ++=⇔为ABC ∆的内心;||||()(0)AB AC AB AC λλ+≠所在直线过ABC ∆内心.O 为ABC ∆的A ∠的旁心aOA bOB cOC ⇔=+.⑤设1122(,),(,)A x y B x y , 12AOB A B B A S x y x y ∆=-. 222121||||sin ||||()2ABC S AB AC A AB AC AB AC ∆==-⋅.⑥O 为ABC ∆内一点,则0BOC AOC AOB S OA S OB S OC ∆∆∆++=. 20.不等式恒成立、有解判断结论: 对于参数a 及函数(),y f x x A =∈.若()a f x ≥恒成立,则max ()a f x ≥;若()a f x ≤恒成立,则min ()a f x ≤; 若()a f x ≥有解,则min ()a f x ≥;若()a f x ≤有解,则max ()a f x ≤; 若()a f x =有解,则min max ()()f x a f x ≤≤. 21. 线性规划解题方法,目标函数常用的转化公式: ①,x zz ax by y b b =+⇒=-+与直线的截距相关联.②()()11;11;;(,)(,)()()b y y b ay b x y b y c b x b a z a ak k a b x y y c x a x c x c x c x c y ck x b---+++---=⇔⨯=⇔+=+⇔=⇒--+--+----;与的斜率③2222()()z x y ax by c z x m x n =++++⇒=-+-表示(,)x y 到(,)m n 两点距离的平方;④2222ax by c z ax by c z a b a b ++=++⇒=⨯++表示(,)x y 到直线0ax by c ++=的距离的22a b +倍.22. 圆的几何性质的结论:(1)过圆心的情况:圆的任意两条弦的垂直平分线的交点为圆心;分别过圆的两条切线的两个切点,并且与切线分别垂直的两条直线的交点为圆心;平分圆的直线过圆心;(2)圆上某点关于直线的对称点仍在圆上,此直线必过圆心;如果圆本身关于某条直线对称,则这条直线必过圆心;(3)半径、半弦长、弦心距构成直角三角形; (4)切线长定理、割线定理、弦切角定理. 23. 圆锥曲线中点弦斜率公式:在椭圆22221x y a b +=中,以00(,)P x y 为中点的弦所在直线斜率2020b x k a y =-;在双曲线22221x y a b -=中,以00(,)P x y 为中点的弦所在直线斜率2020b x k a y =;在抛物线22(0)y px p =>中,以00(,)P x y 为中点的弦所在直线的斜率0p y k =.24. 解析几何与向量综合的有关结论:⑴给出直线的方向向量(1,)u k =或(,)u m n =.等于已知直线的斜率k 或n m ;⑶给出0=+PN PM ,等于已知P 是MN 的中点;⑷给出()AP AQ BP BQ λ+=+,等于已知Q P ,与AB 的中点三点共线;⑸给出以下情形之一: ①AC AB //; ②存在实数λ,使AB AC λ=; ③若存在实数,αβ, 且1αβ+=;使OC OA OB αβ=+,等于已知C B A ,,三点共线.⑺给出0=⋅MB MA ,等于已知MB MA ⊥,即AMB ∠是直角,给出0<=⋅m MB MA ,等于已知AMB ∠是钝角或反向共线,给出0>=⋅m MB MA ,等于已知AMB ∠是锐角或同向共线.⑻给出||||()MAMBMA MB MP λ+=,等于已知MP 是AMB ∠的平分线.⑼在平行四边形ABCD 中,给出0)()(=-⋅+AD AB AD AB ,等于已知ABCD 是菱形. ⑽在平行四边形ABCD 中,给出||||AB AD AB AD +=-,等于已知ABCD 是矩形. ⑾在ABC ∆中,给出12()AD AB AC =+,等于已知AD 是ABC ∆中BC 边的中线. 25.正四面体(设棱长为a )的性质: ①全面积23S a =;②体积3212V a =;③对棱间的距离22d a =;④相邻面所成二面角13arccos α=;⑤外接球半径64R a =;⑥内切球半径612r a =;⑦与正四面体各棱都相切的球的半径为相对棱的一半:24r a '=.⑧正四面体内任一点到各面距离之和为定值63h a =.26.直角四面体的性质:(直角四面体—三条侧棱两两垂直的四面体).在直角四面体O ABC -中,,,OA OB OC 两两垂直,令,,OA a OB b OC c ===,则⑴底面三角形ABC 为锐角三角形;⑵直角顶点O 在底面的射影H 为三角形ABC 的垂心;⑶2BOC BHC ABC S S S ∆∆∆=; ⑷2222AOB BOC COA ABC S S S S ∆∆∆∆++=;⑸22221111OHabc=++;⑹外接球半径22212a b c R ++=.27.长方体的性质:②如果三棱锥的三条侧棱互相垂直并且相等,则可以补形为一个正方体,它的外接球的球心就是三棱锥的外接球的球心。

步步高高三复习用书 第九章 9.1 精品

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§9.1 直线的方程1.直线的倾斜角(1)定义:当直线l 与x 轴相交时,取x 轴作为基准,x 轴正方向与直线l 向上方向之间所成的角叫做直线l 的倾斜角.当直线l 与x 轴平行或重合时,规定它的倾斜角为0°. (2)范围:直线l 倾斜角的范围是[0°,180°). 2.斜率公式(1)若直线l 的倾斜角α≠90°,则斜率k =tan α.(2)P 1(x 1,y 1),P 2(x 2,y 2)在直线l 上且x 1≠x 2,则直线l 的斜率k =y 2-y 1x 2-x 1.3.直线方程的五种形式题组一思考辨析1.判断下列结论是否正确(请在括号中打“√”或“×”)(1)根据直线的倾斜角的大小不能确定直线的位置.(√)(2)坐标平面内的任何一条直线均有倾斜角与斜率.(×)(3)直线的倾斜角越大,其斜率就越大.(×)(4)直线的斜率为tan α,则其倾斜角为α.(×)(5)斜率相等的两直线的倾斜角不一定相等.(×)(6)经过任意两个不同的点P1(x1,y1),P2(x2,y2)的直线都可以用方程(y-y1)(x2-x1)=(x-x1)(y2-y1)表示.(√)题组二教材改编2.[P86T3]过点M(-2,m),N(m,4)的直线的斜率等于1,则m的值为()A.1B.4C.1或3D.1或4答案 A解析由题意得m-4-2-m=1,解得m=1.3.[P100A组T9]过点P(2,3)且在两坐标轴上截距相等的直线方程为. 答案3x-2y=0或x+y-5=0解析当纵、横截距为0时,直线方程为3x-2y=0;当截距不为0时,设直线方程为xa+ya=1,则2a+3a=1,解得a=5.所以直线方程为x+y-5=0.题组三易错自纠4.(2017·浙江嘉兴一中联考)在直角坐标系中,直线x-3y+3=0的倾斜角是()A.30°B.45°C.60°D.90°答案 A解析直线x-3y+3=0的斜率是k=tan θ=33,所以倾斜角为30°.5.如果A ·C <0且B ·C <0,那么直线Ax +By +C =0不通过( ) A.第一象限 B.第二象限 C.第三象限 D.第四象限答案 C解析 由已知得直线Ax +By +C =0在x 轴上的截距-C A >0,在y 轴上的截距-CB >0,故直线经过第一、二、四象限,不经过第三象限.6.过直线l :y =x 上的点P (2,2)作直线m ,若直线l ,m 与x 轴围成的三角形的面积为2,则直线m 的方程为 . 答案 x -2y +2=0或x =2解析 ①若直线m 的斜率不存在,则直线m 的方程为x =2,直线m ,直线l 和x 轴围成的三角形的面积为2,符合题意;②若直线m 的斜率k =0,则直线m 与x 轴没有交点,不符合题意;③若直线m 的斜率k ≠0,设其方程为y -2=k (x -2),令y =0,得x =2-2k ,依题意有12×⎪⎪⎪⎪2-2k ×2=2,即⎪⎪⎪⎪1-1k =1,解得k =12, 所以直线m 的方程为y -2=12(x -2),即x -2y +2=0.综上可知,直线m 的方程为x -2y +2=0或x =2.题型一 直线的倾斜角与斜率典例 (1)直线2x cos α-y -3=0⎝⎛⎭⎫α∈⎣⎡⎦⎤π6,π3的倾斜角的取值范围是 ( ) A.⎣⎡⎦⎤π6,π3 B.⎣⎡⎦⎤π4,π3 C.⎣⎡⎦⎤π4,π2 D.⎣⎡⎦⎤π4,2π3答案 B解析 直线2x cos α-y -3=0的斜率k =2cos α, 因为α∈⎣⎡⎦⎤π6,π3,所以12≤cos α≤32, 因此k =2cos α∈[1, 3 ].设直线的倾斜角为θ,则有tan θ∈[1, 3 ].又θ∈[0,π),所以θ∈⎣⎡⎦⎤π4,π3,即倾斜角θ的取值范围是⎣⎡⎦⎤π4,π3.(2)直线l 过点P (1,0),且与以A (2,1),B (0,3)为端点的线段有公共点,则直线l 斜率的取值范围为 . 答案 (-∞,-3]∪[1,+∞)解析 如图,∵k AP =1-02-1=1, k BP =3-00-1=-3, ∴k ∈(-∞,- 3 ]∪[1,+∞). 引申探究1.若将本例(2)中P (1,0)改为P (-1,0),其他条件不变,求直线l 斜率的取值范围. 解 ∵P (-1,0),A (2,1),B (0,3),∴k AP =1-02-(-1)=13,k BP =3-00-(-1)= 3.如图可知,直线l 斜率的取值范围为⎣⎡⎦⎤13,3. 2.若将本例(2)中的B 点坐标改为(2,-1),其他条件不变,求直线l 倾斜角的取值范围. 解 如图,直线P A 的倾斜角为45°,直线PB 的倾斜角为135°, 由图象知l 的倾斜角的范围为 [0°,45°]∪[135°,180°).思维升华 直线倾斜角的范围是[0,π),而这个区间不是正切函数的单调区间,因此根据斜率求倾斜角的范围时,要分⎣⎡⎭⎫0,π2与⎝⎛⎭⎫π2,π两种情况讨论.由正切函数图象可以看出,当α∈⎣⎡⎭⎫0,π2时,斜率k ∈[0,+∞);当α=π2时,斜率不存在;当α∈⎝⎛⎭⎫π2,π时,斜率k ∈(-∞,0).跟踪训练 已知过定点P (2,0)的直线l 与曲线y =2-x 2相交于A ,B 两点,O 为坐标原点,当△AOB 的面积取到最大值时,直线l 的倾斜角为( ) A.150° B.135° C.120° D.不存在 答案 A解析 由y =2-x 2,得x 2+y 2=2(y ≥0),它表示以原点O 为圆心,以2为半径的圆的一部分,其图象如图所示.显然直线l 的斜率存在,设过点P (2,0)的直线l 为y =k (x -2),则圆心到此直线的距离d =|2k |1+k 2, 弦长|AB |=22-⎝ ⎛⎭⎪⎫|2k |1+k 22=22-2k 21+k 2, 所以S △AOB =12×|2k |1+k 2×22-2k 21+k 2≤(2k )2+2-2k 22(1+k 2)=1,当且仅当(2k )2=2-2k 2,即k 2=13时等号成立,由图可得k =-33⎝⎛⎭⎫k =33舍去, 故直线l 的倾斜角为150°. 题型二 求直线的方程1.求过点A (1,3),斜率是直线y =-4x 的斜率的13的直线方程.解 设所求直线的斜率为k , 依题意k =-4×13=-43.又直线经过点A (1,3),因此所求直线方程为y -3=-43(x -1),即4x +3y -13=0.2.求经过点A (-5,2),且在x 轴上的截距等于在y 轴上的截距的2倍的直线方程.解 当直线不过原点时,设所求直线方程为x 2a +y a =1,将(-5,2)代入所设方程,解得a =-12,所以直线方程为x +2y +1=0;当直线过原点时,设直线方程为y =kx ,则-5k =2,解得k =-25,所以直线方程为y =-25x ,即2x +5y =0.故所求直线方程为2x +5y =0或x +2y +1=0.3.求过点(5,10)且到原点的距离为5的直线方程. 解 当斜率不存在时,所求直线方程为x -5=0; 当斜率存在时,设其为k ,则所求直线方程为y -10=k (x -5), 即kx -y +(10-5k )=0. 由点到直线的距离公式,得|10-5k |k 2+1=5,解得k =34.故所求直线方程为3x -4y +25=0.综上可知,所求直线方程为x -5=0或3x -4y +25=0.思维升华 在求直线方程时,应先选择适当的直线方程的形式,并注意各种形式的适用条件.用斜截式及点斜式时,直线的斜率必须存在,而两点式不能表示与坐标轴垂直的直线,截距式不能表示与坐标轴垂直或经过原点的直线.题型三 直线方程的综合应用命题点1 与基本不等式相结合求最值问题典例 已知直线l 过点M (2,1),且与x 轴、y 轴的正半轴分别相交于A ,B 两点,O 为坐标原点,求当|MA →|·|MB →|取得最小值时直线l 的方程. 解 设A (a,0),B (0,b ),则a >0,b >0, 直线l 的方程为x a +y b =1,所以2a +1b=1.|MA →|·|MB →|=-MA →·MB →=-(a -2,-1)·(-2,b -1) =2(a -2)+b -1=2a +b -5 =(2a +b )⎝⎛⎭⎫2a +1b -5=2b a +2ab≥4, 当且仅当a =b =3时取等号,此时直线l 的方程为x +y -3=0. 命题点2 由直线方程解决参数问题典例 已知直线l 1:ax -2y =2a -4,l 2:2x +a 2y =2a 2+4,当0<a <2时,直线l 1,l 2与两坐标轴围成一个四边形,当四边形的面积最小时,求实数a 的值.解 由题意知直线l 1,l 2恒过定点P (2,2),直线l 1在y 轴上的截距为2-a ,直线l 2在x 轴上的截距为a 2+2,所以四边形的面积S =12×2×(2-a )+12×2×(a 2+2)=a 2-a +4=⎝⎛⎫a -122+154,当a =12时,四边形的面积最小. 思维升华 与直线方程有关问题的常见类型及解题策略(1)求解与直线方程有关的最值问题.先设出直线方程,建立目标函数,再利用基本不等式求解最值.(2)求直线方程.弄清确定直线的两个条件,由直线方程的几种特殊形式直接写出方程. (3)求参数值或范围.注意点在直线上,则点的坐标适合直线的方程,再结合函数的单调性或基本不等式求解.跟踪训练 已知直线l 过点P (3,2),且与x 轴、y 轴的正半轴分别交于A ,B 两点,如图所示,求△ABO 的面积的最小值及此时直线l 的方程. 解 方法一 设直线方程为x a +yb =1(a >0,b >0),把点P (3,2)代入得3a +2b=1≥26ab,得ab ≥24, 从而S △AOB =12ab ≥12,当且仅当3a =2b 时等号成立,这时k =-b a =-23,从而所求直线方程为2x +3y -12=0.方法二 由题意知,直线l 的斜率k 存在且k <0, 则直线l 的方程为y -2=k (x -3)(k <0), 且有A ⎝⎛⎭⎫3-2k ,0,B (0,2-3k ), ∴S △ABO =12(2-3k )⎝⎛⎭⎫3-2k =12⎣⎡⎦⎤12+(-9k )+4(-k ) ≥12⎣⎢⎡⎦⎥⎤12+2 (-9k )·4(-k )=12×(12+12)=12, 当且仅当-9k =4-k,即k =-23时,等号成立.即△ABO 的面积的最小值为12. 故所求直线的方程为2x +3y -12=0.求与截距有关的直线方程典例 设直线l 的方程为(a +1)x +y +2-a =0(a ∈R ). (1)若l 在两坐标轴上的截距相等,求直线l 的方程; (2)若l 在两坐标轴上的截距互为相反数,求a .错解展示:现场纠错解 (1)当直线过原点时,该直线在x 轴和y 轴上的截距为0,∴a =2,方程即为3x +y =0. 当直线不经过原点时,截距存在且均不为0. 直线可变为x a -2a +1+ya -2=1.∴a -2a +1=a -2,即a +1=1. ∴a =0,方程即为x +y +2=0.综上,直线l 的方程为3x +y =0或x +y +2=0. (2)由a -2a +1=-(a -2),得a -2=0或a +1=-1,∴a =2或a =-2.纠错心得 在求与截距有关的直线方程时,注意对直线的截距是否为零进行分类讨论,防止忽视截距为零的情形,导致产生漏解.1.(2017·浙江东阳中学期中)下列四条直线,倾斜角最大的是( ) A.y =x +1 B.y =2x +1 C.y =-x +1 D.x =1答案 C解析 直线方程y =x +1的斜率为1,倾斜角为45°, 直线方程y =2x +1的斜率为2,倾斜角为α(60°<α<90°), 直线方程y =-x +1的斜率为-1,倾斜角为135°, 直线方程x =1的斜率不存在,倾斜角为90°. 所以直线y =-x +1的倾斜角最大.2.在平面直角坐标系中,过(1,0)点且斜率为-1的直线不经过( ) A.第一象限 B.第二象限 C.第三象限 D.第四象限答案 C解析 由已知条件可知直线方程为y -0=-1×(x -1), ∴x +y -1=0,图象不过第三象限.3.若直线l 与直线y =1,x =7分别交于点P ,Q ,且线段PQ 的中点坐标为(1,-1),则直线l 的斜率为( ) A.13 B.-13C.-32D.23答案 B解析 依题意,设点P (a,1),Q (7,b ),则有⎩⎪⎨⎪⎧a +7=2,b +1=-2,解得a =-5,b =-3,从而可知直线l 的斜率为-3-17+5=-13.4.(2017·舟山调研)在同一平面直角坐标系中,直线l 1:ax +y +b =0和直线l 2:bx +y +a =0有可能是( )答案 B解析 当a >0,b >0时,-a <0,-b <0.选项B 符合.5.如图中的直线l 1,l 2,l 3的斜率分别为k 1,k 2,k 3,则 ( )A.k 1<k 2<k 3B.k 3<k 1<k 2C.k 3<k 2<k 1D.k 1<k 3<k 2答案 D解析 直线l 1的倾斜角α1是钝角,故k 1<0,直线l 2与l 3的倾斜角α2与α3均为锐角且α2>α3,所以0<k 3<k 2,因此k 1<k 3<k 2,故选D.6.已知两点M (2,-3),N (-3,-2),直线l 过点P (1,1)且与线段MN 相交,则直线l 的斜率k 的取值范围是( ) A.k ≥34或k ≤-4B.-4≤k ≤34C.34≤k ≤4 D.-34≤k ≤4答案 A解析 如图所示,∵k PN =1-(-2)1-(-3)=34,k PM =1-(-3)1-2=-4, ∴要使直线l 与线段MN 相交, 当l 的倾斜角小于90°时,k ≥k PN ; 当l 的倾斜角大于90°时,k ≤k PM , ∴k ≥34或k ≤-4.7.直线m (x +2y -1)+n (x -y +2)=0(m ,n ∈R 且m ,n 不同为0)经过定点( ) A.(-1,1) B.(1,-1) C.(2,1) D.(1,2)答案 A解析 ∵m (x +2y -1)+n (x -y +2)=0恒成立,∴⎩⎪⎨⎪⎧ x +2y -1=0,x -y +2=0,解得⎩⎪⎨⎪⎧x =-1,y =1,∴直线m (x +2y -1)+n (x -y +2)=0经过定点(-1,1).8.若直线l 的斜率为k ,倾斜角为α,而α∈⎣⎡⎫π6,π4∪⎣⎡⎭⎫2π3,π,则k 的取值范围是 . 答案 [)-3,0∪⎣⎡⎭⎫33,1解析 当π6≤α<π4时,33≤tan α<1,∴33≤k <1;当2π3≤α<π时,-3≤tan α<0, ∴-3≤k <0.∴k ∈[-3,0)∪⎣⎡⎭⎫33,1.9.已知三角形的三个顶点A (-5,0),B (3,-3),C (0,2),则BC 边上中线所在的直线方程为 .答案 x +13y +5=0解析 BC 的中点坐标为⎝⎛⎭⎫32,-12,∴BC 边上中线所在直线方程为y -0-12-0=x +532+5,即x +13y +5=0.10.直线l 过点(-2,2)且与x 轴、y 轴分别交于点(a,0),(0,b ),若|a |=|b |,则直线l 的方程为 .答案 x +y =0或x -y +4=0解析 若a =b =0,则直线l 过(0,0)与(-2,2)两点,直线l 的斜率k =-1,直线l 的方程为y =-x ,即x +y =0.若a ≠0,b ≠0,则直线l 的方程为x a +y b=1, 由题意知⎩⎪⎨⎪⎧ -2a +2b =1,|a |=|b |,解得⎩⎪⎨⎪⎧a =-4,b =4, 此时,直线l 的方程为x -y +4=0.综上,直线l 的方程为x +y =0或x -y +4=0.11.已知直线l 与两坐标轴围成的三角形的面积为3,分别求满足下列条件的直线l 的方程:(1)过定点A (-3,4);(2)斜率为16. 解 (1)由题意知直线l 存在斜率.设直线l 的方程为y =k (x +3)+4,它在x 轴、y 轴上的截距分别为-4k-3,3k +4, 由已知,得(3k +4)⎝⎛⎭⎫4k +3=±6, 解得k 1=-23或k 2=-83. 故直线l 的方程为2x +3y -6=0或8x +3y +12=0.(2)设直线l 在y 轴上的截距为b ,则直线l 的方程是y =16x +b ,则它在x 轴上的截距是-6b , 由已知,得|-6b ·b |=6,∴b =±1.∴直线l 的方程为x -6y +6=0或x -6y -6=0.12.如图,射线OA ,OB 分别与x 轴正半轴成45°和30°角,过点P (1,0)作直线AB 分别交OA ,OB 于A ,B 两点,当AB 的中点C 恰好落在直线y =12x 上时,求直线AB 的方程.解 由题意可得k OA =tan 45°=1,k OB =tan(180°-30°)=-33, 所以直线l OA :y =x ,l OB :y =-33x . 设A (m ,m ),B (-3n ,n ),所以AB 的中点C ⎝ ⎛⎭⎪⎫m -3n 2,m +n 2, 由点C 在直线y =12x 上,且A ,P ,B 三点共线得 ⎩⎪⎨⎪⎧ m +n 2=12·m -3n 2,m -0m -1=n -0-3n -1,解得m =3,所以A (3,3).又P (1,0),所以k AB =k AP =33-1=3+32, 所以l AB :y =3+32(x -1), 即直线AB 的方程为(3+3)x -2y -3-3=0.13.已知直线l 过点(1,0),且倾斜角为直线l 0:x -2y -2=0的倾斜角的2倍,则直线l 的方程为( )A.4x -3y -3=0B.3x -4y -3=0C.3x -4y -4=0D.4x -3y -4=0答案 D解析 由题意可设直线l 0,l 的倾斜角分别为α,2α,因为直线l 0:x -2y -2=0的斜率为12,则tan α=12, 所以直线l 的斜率k =tan 2α=2tan α1-tan 2α=2×121-⎝⎛⎭⎫122=43,所以由点斜式可得直线l 的方程为y -0=43(x -1),即4x -3y -4=0. 14.设点A (-1,0),B (1,0),直线2x +y -b =0与线段AB 相交,则b 的取值范围是 . 答案 [-2,2]解析 b 为直线y =-2x +b 在y 轴上的截距,如图,当直线y =-2x +b 过点A (-1,0)和点B (1,0)时,b 分别取得最小值-2和最大值2.∴b 的取值范围是[-2,2].15.已知函数f (x )=a sin x -b cos x (a ≠0,b ≠0),若f ⎝⎛⎭⎫π4-x =f ⎝⎛⎭⎫π4+x ,则直线ax -by +c =0的倾斜角为( )A.π4B.π3C.2π3D.3π4答案 D解析 由f ⎝⎛⎭⎫π4-x =f ⎝⎛⎭⎫π4+x 知,函数f (x )的图象关于x =π4对称,所以f (0)=f ⎝⎛⎭⎫π2,所以a =-b ,则直线ax -by +c =0的斜率为k =a b=-1,又直线倾斜角的取值范围为[0,π),所以该直线的倾斜角为3π4,故选D. 16.在平面直角坐标系中,如果x 与y 都是整数,就称点(x ,y )为整点,下列命题中正确的是 .(写出所有正确命题的序号)①存在这样的直线,既不与坐标轴平行又不经过任何整点;②若k 与b 都是无理数,则直线y =kx +b 不经过任何整点;③直线l 经过无穷多个整点,当且仅当l 经过两个不同的整点;④直线y =kx +b 经过无穷多个整点的充要条件是k 与b 都是有理数;⑤存在恰经过一个整点的直线.答案 ①③⑤解析 对于①,比如直线y =2x +3,当x 取整数时,y 始终是一个无理数,即直线y =2x +3既不与坐标轴平行又不经过任何整点,①正确;对于②,直线y =2x -2中k 与b 都是无理数,但直线经过整点(1,0),②错误;对于③,当直线经过两个整点时,它经过无数多个整点,③正确;对于④,当k =0,b =12时,直线y =12不通过任何整点,④错误;对于⑤,比如直线y =2x -2只经过一个整点(1,0),⑤正确.故答案为①③⑤.。

步步高高三复习用书 第九章 9.9 课件

步步高高三复习用书 第九章 9.9  课件
内容索引
基础知识
自主学习
题型分类
课时作业
深度剖析
基础知识
自主学习
知识梳理 1.直线与圆锥曲线的位置关系的判断 将直线方程与圆锥曲线方程联立,消去一个变量得到关于x(或y)的一元方 程:ax2+bx+c=0(或ay2+by+c=0). (1)若a≠0,可考虑一元二次方程的判别式Δ,有 ①Δ>0⇔直线与圆锥曲线 相交 ; ②Δ=0⇔直线与圆锥曲线 相切 ; ③Δ<0⇔直线与圆锥曲线 相离 .
坐标之和等于2,则这样的直线
A.有且只有一条 B.有且只有两条 √
C.有且只有三条
D.有且只有四条
解析 设该抛物线的焦点为F,A(xA,yA),B(xB,yB),
p p 则|AB|=|AF|+|FB|=xA+ +xB+ =xA+xB+1=3>2p=2. 2 2
所以符合条件的直线有且只有两条.
1
2
3
4

∴双曲线的渐近线方程为y=±x.
1
2
3
4
5
6
题型分类
深度剖析
题型一
典例
范围问题
师生共研
x2 y2 (2016· 天津)设椭圆a2+ 3 =1(a> 3)的右焦点为 F,右顶点为 A.已知
1 1 3e |OF|+|OA|=|FA|,其中 O 为原点,e 为椭圆的离心率.
(1)求椭圆的方程;

1 1 3e 设 F(c,0),由|ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱF|+|OA|=|FA|,
1+k |x2-x1| =
2
1 1+k2|y2-y1|.
3.圆锥曲线的综合问题的解决大多需要具备方程 ( 组 ) 思想:引参 — 列方 程(组)—消参—求值,或围绕函数思想求范围、最值.或根据等式的恒成 立、数式变换等寻找不受参数影响的量解决定值、定点问题.

高考数学(理)自由复习步步高系列02(原卷版).docx

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高中数学学习材料唐玲出品【热点知识再梳理——胸有成竹】考点一 导数的几何意义 [1]导数的概念与计算1.设函数在1x =处存在导数,则()()011lim 3x f x f x ∆→+∆-=∆( )A .()'1fB ()3'1fC .()1'13f D .()'3f2.函数1()2(1)f x xf x '=+-,则()'1f =_____________.[2]切线问题(已知切点)3.曲线sin 1sin cos 2xy x x =-+在点(,0)4M π处的切线的斜率为( )A .12-B .12C .22-D .224.若曲线2ln y ax x =-在点(1,)a 处的切线平行于x 轴,则a = .[3]切线问题(切点未知)5.曲线3ln 2y x x =++在点0P 处的切线方程为410x y --=,则点0P 的坐标是( )A .(0,1)B .(1,1)-C .(1,3)D .(1,0)6.过点A (0,16)作曲线()33f x x x =-的切线,则此切线的方程为_______.考点二 利用导数研究单调性[4]求单调区间(不含参数)7.设()()256f x a x lnx -=+,其中a R ∈,曲线()y f x =在点()()1,1f 处的切线与y 轴相交于点()0,6.(1)确定a 的值; (2)求函数f (x )的单调区间.[5]求单调区间(含参数) [8]求极值或者最值(含参数)8.已知函数()3113f x x ax =-+ (1)当1x =时,()f x 取得极值,求a 的值. (2)求()f x 在[]0,1上的最小值.[6]已知单调区间求参数范围9.已知函数()322131,3f x x mx m x m R =+-+∈ (1)当m =1时,求曲线y =f (x )在点(2,f (2))处的切线方程;(2)若f (x )在区间(-2,3)上是减函数,求m 的取值范围.[7]求极值或者最值(不含参数) [9]已知极值或者最值求参数范围10.已知函数()23ln f x ax x x=--,其中a 为常数. (1)当函数()f x 的图像在点22,33f ⎛⎫⎛⎫ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭处的切线的斜率为1时,求()f x 在3,32⎡⎤⎢⎥⎣⎦上的最小值; (2)若函数()f x 在区间()0,+∞上既有极大值又有极小值,求a 的取值范围.11.设函数()f x 在R 上可导,其导函数()f x ',且函数()f x 在2x =-处取得极小值,则函数()y xf x '=的图象可能是( )[9]已知极值或者最值求参数 [10]恒成立问题(分离参数)12.设函数()322338f x x ax bx c =+++在1x =及2x =处取得极值,(1)求,a b 的值; (2)若对于任意的[]0,3x ∈都有()2f x c <成立,求c 的取值范围.[10]恒成立问题(分离参数) [11]恒成立问题(数形结合)13.已知函数()()ln 10f x a x a =+>(1)当0x >时,求证()111f x a x ⎛⎫-≥- ⎪⎝⎭;(2)在区间()1,e 上()f x x >恒成立,求实数a 的取值范围.[13]零点问题14.已知函数a ax x ax x f ---+=232131)((),0x R a ∈> .(1)求函数)(x f 的单调区间;(2)若函数)(x f 在区间()2,0-内恰有两个零点,求a 的取值范围;[14]存在性问题16.已知函数()()324f x x ax x R =-+-∈,()'f x 是()f x 的导函数.(1)当2a =时,对任意的[][]1,1,1,1m n ∈-∈-,求()()'f m f n +的最小值;(2)若存在()00,x ∈+∞,使()00f x >,求a 的取值范围.【综合模拟练兵——保持手感】1.已知函数()4ln f x x x =-,则曲线()y f x =在点(1,(1))f 处的切线方程为___________.2.若函数()()bf x x b R x =+∈的导函数在区间(1,2)上有零点,则()f x 在下列区间单调递增的是() A .(2,0)- B .(0,1) C .(1,)+∞ D .(,2)-∞-3.已知21()ln(1),()(,)2f x xg x ax bx a b R =+=+∈. (Ⅰ)若2()(1)()bh x f x g x ==--且存在单调递减区间,求实数a 的取值范围;(Ⅱ)若0,1a b ==,求证:当(1,)x ∈-+∞时,()()0f x g x -≤恒成立;(Ⅲ)设0,0x y >>,证明:ln ln ()ln2x y x x y y x y ++>+.4.已知函数2901x f x a ax =>+()() . (1)求f x ()在122[,]上的最大值; (2)若直线2y x a =-+为曲线y f x =()的切线,求实数a 的值;(3)求证:12482(1)(1)(1)(1)233558(21)(21)n n n e -++++<⨯⨯⨯++(其中n N *∈,e 是自然数对数的底数)7.已知函数2()(0)f x x ax a =-≠,()ln g x x =,()f x 图象与x 轴异于原点的交点M 处的切线为1l ,(1)g x -与x 轴的交点N 处的切线为2l , 并且1l 与2l 平行.(1)求(2)f 的值;(2)已知实数t ∈R ,求[]ln ,1,u x x x e =∈的取值范围及函数[][()+],1,y f xg x t x e =∈的最小值;(3)令()()'()F x g x g x =+,给定1212,(1,),x x x x ∈+∞<,对于两个大于1的正数βα,,存在实数m 满足:21)1(x m mx -+=α,21)1(mx x m +-=β,并且使得不等式12|()()||()()|F F F x F x αβ-<-恒成立,求实数m 的取值范围.。

2021届步步高数学大一轮复习讲义(理科)第九章 高考专题突破五 第2课时 定点与定值问题

2021届步步高数学大一轮复习讲义(理科)第九章 高考专题突破五 第2课时 定点与定值问题

第2课时 定点与定值问题定点问题例1 (2019·北京)已知抛物线C :x 2=-2py 经过点(2,-1).(1)求抛物线C 的方程及其准线方程;(2)设O 为原点,过抛物线C 的焦点作斜率不为0的直线l 交抛物线C 于两点M ,N ,直线y =-1分别交直线OM ,ON 于点A 和点B .求证:以AB 为直径的圆经过y 轴上的两个定点.(1)解 由抛物线C :x 2=-2py 经过点(2,-1),得p =2.所以抛物线C 的方程为x 2=-4y ,其准线方程为y =1.(2)证明 抛物线C 的焦点为F (0,-1).设直线l 的方程为y =kx -1(k ≠0).由⎩⎪⎨⎪⎧y =kx -1,x 2=-4y ,得x 2+4kx -4=0. Δ=16k 2+16>0恒成立.设M (x 1,y 1),N (x 2,y 2),则x 1x 2=-4.直线OM 的方程为y =y 1x 1x . 令y =-1,得点A 的横坐标x A =-x 1y 1. 同理得点B 的横坐标x B =-x 2y 2.设点D (0,n ),则DA →=⎝⎛⎭⎫-x 1y 1,-1-n , DB →=⎝⎛⎭⎫-x 2y 2,-1-n , DA →·DB →=x 1x 2y 1y 2+(n +1)2=x 1x 2⎝⎛⎭⎫-x 214⎝⎛⎭⎫-x 224+(n +1)2 =16x 1x 2+(n +1)2=-4+(n +1)2. 令DA →·DB →=0,即-4+(n +1)2=0,得n =1或n =-3.综上,以AB 为直径的圆经过y 轴上的定点(0,1)和(0,-3).思维升华 圆锥曲线中定点问题的两种解法(1)引进参数法:引进动点的坐标或动线中系数为参数表示变化量,再研究变化的量与参数何时没有关系,找到定点.(2)特殊到一般法:根据动点或动线的特殊情况探索出定点,再证明该定点与变量无关. 跟踪训练1 (2019·全国Ⅲ)已知曲线C :y =x 22,D 为直线y =-12上的动点,过D 作C 的两条切线,切点分别为A ,B . (1)证明:直线AB 过定点;(2)若以E ⎝⎛⎭⎫0,52为圆心的圆与直线AB 相切,且切点为线段AB 的中点,求四边形ADBE 的面积.(1)证明 设D ⎝⎛⎭⎫t ,-12,A (x 1,y 1),则x 21=2y 1. 由y ′=x ,所以切线DA 的斜率为x 1,故y 1+12x 1-t=x 1. 整理得2tx 1-2y 1+1=0.设B (x 2,y 2),同理可得2tx 2-2y 2+1=0.故直线AB 的方程为2tx -2y +1=0.所以直线AB 过定点⎝⎛⎭⎫0,12. (2)解 由(1)得直线AB 的方程为y =tx +12.由⎩⎨⎧ y =tx +12,y =x 22,可得x 2-2tx -1=0,Δ=4t 2+4>0,于是x 1+x 2=2t ,x 1x 2=-1,y 1+y 2=t (x 1+x 2)+1=2t 2+1,|AB |=1+t 2|x 1-x 2| =1+t 2·(x 1+x 2)2-4x 1x 2=2(t 2+1).设d 1,d 2分别为点D ,E 到直线AB 的距离,则d 1=t 2+1,d 2=2t 2+1,因此,四边形ADBE 的面积S =12|AB |(d 1+d 2) =(t 2+3)t 2+1.设M 为线段AB 的中点,则M ⎝⎛⎭⎫t ,t 2+12. 因为EM →⊥AB →,而EM →=(t ,t 2-2),AB →与向量(1,t )平行,所以t +(t 2-2)t =0,解得t =0或t =±1.当t =0时,S =3;当t =±1时,S =4 2.因此,四边形ADBE 的面积为3或4 2.定值问题例2 (2020·贵阳适应性考试)在平面直角坐标系xOy 中,已知定点A (-2,0),B (2,0),M 是动点,且直线MA 与直线MB 的斜率之积为-14,设动点M 的轨迹为曲线C . (1)求曲线C 的方程;(2)过定点T (-1,0)的动直线l 与曲线C 交于P ,Q 两点,若S ⎝⎛⎭⎫-178,0,证明:SP →·SQ →为定值. (1)解 设动点M (x ,y )(x ≠±2),则k MA =y x +2,k MB =y x -2, ∵k MA k MB =-14,∴y x +2·y x -2=-14, 即x 24+y 2=1(x ≠±2), 故曲线C 的方程为x 24+y 2=1(x ≠±2). (2)证明 当直线l 的斜率不存在时,不妨取P ⎝⎛⎭⎫-1,32,Q ⎝⎛⎭⎫-1,-32, 若S ⎝⎛⎭⎫-178,0, 则SP →·SQ →=⎝⎛⎭⎫98,32·⎝⎛⎭⎫98,-32=3364. 当直线l 的斜率存在时,设直线l 的方程为y =k (x +1),k ≠0,联立方程得⎩⎪⎨⎪⎧y =k (x +1),x 2+4y 2=4, 消去y 得(1+4k 2)x 2+8k 2x +4k 2-4=0,Δ=(8k 2)2-4(4k 2-4)(1+4k 2)=16(3k 2+1)>0,设P (x 1,y 1),Q (x 2,y 2), 则⎩⎪⎨⎪⎧ x 1+x 2=-8k 21+4k 2,x 1x 2=4k 2-41+4k 2.∵SP →=⎝⎛⎭⎫x 1+178,y 1,SQ →=⎝⎛⎭⎫x 2+178,y 2, ∴SP →·SQ →=x 1x 2+178(x 1+x 2)+17282+y 1y 2 =x 1x 2+178(x 1+x 2)+17282+k 2(x 1x 2+x 1+x 2+1) =(1+k 2)x 1x 2+⎝⎛⎭⎫k 2+178(x 1+x 2)+k 2+17282 =(1+k 2)(4k 2-4)1+4k 2+⎝⎛⎭⎫k 2+178(-8k 2)1+4k 2+k 2+17282=-4(1+4k 2)1+4k 2+17282=3364. 综上所述,SP →·SQ →=3364为定值. 思维升华 圆锥曲线中的定值问题的常见类型及解题策略(1)求代数式为定值.依题意设条件,得出与代数式参数有关的等式,代入代数式、化简即可得出定值.(2)求点到直线的距离为定值.利用点到直线的距离公式得出距离的解析式,再利用题设条件化简、变形求得.(3)求某线段长度为定值.利用长度公式求得解析式,再依据条件对解析式进行化简、变形即可求得.跟踪训练2 (2018·北京)已知抛物线C :y 2=2px 经过点P (1,2),过点Q (0,1)的直线l 与抛物线C 有两个不同的交点A ,B ,且直线P A 交y 轴于M ,直线PB 交y 轴于N .(1)求直线l 的斜率的取值范围;(2)设O 为原点,QM →=λQO →,QN →=μQO →,求证:1λ+1μ为定值. (1)解 因为抛物线y 2=2px 过点(1,2),所以2p =4,即p =2.故抛物线C 的方程为y 2=4x .由题意知,直线l 的斜率存在且不为0.设直线l 的方程为y =kx +1(k ≠0),由⎩⎪⎨⎪⎧y 2=4x ,y =kx +1,得k 2x 2+(2k -4)x +1=0. 依题意知Δ=(2k -4)2-4×k 2×1>0,解得k <0或0<k <1.又P A ,PB 与y 轴相交,故直线l 不过点(1,-2).从而k ≠-3.所以直线l 的斜率的取值范围是(-∞,-3)∪(-3,0)∪(0,1).(2)证明 设A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),由(1)知x 1+x 2=-2k -4k 2,x 1x 2=1k 2. 直线P A 的方程为y -2=y 1-2x 1-1(x -1), 令x =0,得点M 的纵坐标为y M =-y 1+2x 1-1+2=-kx 1+1x 1-1+2. 同理得点N 的纵坐标为y N =-kx 2+1x 2-1+2. 由QM →=λQO →,QN →=μQO →,得λ=1-y M ,μ=1-y N .所以1λ+1μ=11-y M +11-y N=x 1-1(k -1)x 1+x 2-1(k -1)x 2=1k -1·2x 1x 2-(x 1+x 2)x 1x 2 =1k -1·2k 2+2k -4k 21k 2=2. 所以1λ+1μ为定值.1.(2020·成都模拟)已知椭圆C :x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0)的左、右焦点分别为F 1(-3,0),F 2(3,0),且经过点A ⎝⎛⎭⎫3,12.(1)求椭圆C 的标准方程;(2)过点B (4,0)作一条斜率不为0的直线l 与椭圆C 相交于P ,Q 两点,记点P 关于x 轴对称的点为P ′.证明:直线P ′Q 经过x 轴上一定点D ,并求出定点D 的坐标.(1)解 由椭圆的定义,可知2a =|AF 1|+|AF 2|=(23)2+⎝⎛⎭⎫122+12=4.解得a =2.又b 2=a 2-(3)2=1.∴椭圆C 的标准方程为x 24+y 2=1. (2)证明 由题意,设直线l 的方程为x =my +4(m ≠0).设P (x 1,y 1),Q (x 2,y 2),则P ′(x 1,-y 1). 由⎩⎪⎨⎪⎧ x =my +4,x 24+y 2=1,消去x ,可得(m 2+4)y 2+8my +12=0. ∵Δ=16(m 2-12)>0,∴m 2>12.∴y 1+y 2=-8m m 2+4,y 1y 2=12m 2+4. ∵k P ′Q =y 2+y 1x 2-x 1=y 2+y 1m (y 2-y 1). ∴直线P ′Q 的方程为y +y 1=y 2+y 1m (y 2-y 1)(x -x 1). 令y =0,可得x =m (y 2-y 1)y 1y 1+y 2+my 1+4. ∴x =2my 1y 2y 1+y 2+4=2m ·12m 2+4-8m m 2+4+4=24m -8m+4=1. ∴D (1,0).∴直线P ′Q 经过x 轴上定点D ,其坐标为(1,0).2.设F 1,F 2为椭圆C :x 24+y 2b2=1(b >0)的左、右焦点,M 为椭圆上一点,满足MF 1⊥MF 2,已知△MF 1F 2的面积为1.(1)求椭圆C 的方程;(2)设C 的上顶点为H ,过点(2,-1)的直线与椭圆交于R ,S 两点(异于H ),求证:直线HR 和HS 的斜率之和为定值,并求出这个定值.解 (1)由椭圆定义得|MF 1|+|MF 2|=4,①由MF 1⊥MF 2得|MF 1|2+|MF 2|2=|F 1F 2|2=4(4-b 2),②由题意得12MF F S =12|MF 1|·|MF 2|=1,③ 由①②③,可得b 2=1,所以椭圆C 的方程为x 24+y 2=1. (2)依题意,H (0,1),显然直线RS 的斜率存在且不为0,设直线RS 的方程为y =kx +m (k ≠0),代入椭圆方程并化简得(4k 2+1)x 2+8kmx +4m 2-4=0.由题意知,Δ=16(4k 2-m 2+1)>0,设R (x 1,y 1),S (x 2,y 2),x 1x 2≠0,故x 1+x 2=-8km4k 2+1,x 1x 2=4m 2-44k 2+1. k HR +k HS =y 1-1x 1+y 2-1x 2=kx 1+m -1x 1+kx 2+m -1x 2=2k +(m -1)x 1+x 2x 1x 2=2k +(m -1)-8km 4m 2-4=2k -2km m +1=2k m +1. ∵直线RS 过点(2,-1),∴2k +m =-1,∴k HR +k HS =-1.故k HR +k HS 为定值-1.3.已知动圆E 经过定点D (1,0),且与直线x =-1相切,设动圆圆心E 的轨迹为曲线C .(1)求曲线C 的方程;(2)设过点P (1,2)的直线l 1,l 2分别与曲线C 交于A ,B 两点,直线l 1,l 2的斜率存在,且倾斜角互补,证明:直线AB 的斜率为定值.(1)解 由已知,动点E 到定点D (1,0)的距离等于E 到直线x =-1的距离,由抛物线的定义知E 点的轨迹是以D (1,0)为焦点,以x =-1为准线的抛物线,故曲线C 的方程为y 2=4x .(2)证明 由题意直线l 1,l 2的斜率存在,倾斜角互补,得l 1,l 2的斜率互为相反数,且不等于零.设A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),直线l 1的方程为y =k (x -1)+2,k ≠0.直线l 2的方程为y =-k (x -1)+2,由⎩⎪⎨⎪⎧ y =k (x -1)+2,y 2=4x得k 2x 2-(2k 2-4k +4)x +(k -2)2=0,Δ=16(k -1)2>0,已知此方程一个根为1,∴x 1×1=(k -2)2k 2=k 2-4k +4k 2,即x 1=k 2-4k +4k 2, 同理x 2=(-k )2-4(-k )+4(-k )2=k 2+4k +4k 2, ∴x 1+x 2=2k 2+8k 2,x 1-x 2=-8k k 2=-8k, ∴y 1-y 2=[k (x 1-1)+2]-[-k (x 2-1)+2]=k (x 1+x 2)-2k =k ·2k 2+8k 2-2k =8k, ∴k AB =y 1-y 2x 1-x 2=8k -8k=-1, ∴直线AB 的斜率为定值-1.4.(2020·绵阳诊断)已知抛物线x 2=8y ,过点M (0,4)的直线与抛物线交于A ,B 两点,又过A ,B 两点分别作抛物线的切线,两条切线交于P 点.(1)证明:直线P A ,PB 的斜率之积为定值;(2)求△P AB 面积的最小值.(1)证明 由题意设l 的方程为y =kx +4,联立⎩⎪⎨⎪⎧y =kx +4,x 2=8y ,得x 2-8kx -32=0, 因为Δ=(-8k )2-4×(-32)>0,所以设A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),则x 1x 2=-32,设直线P A ,PB 的斜率分别为k 1,k 2,对y =x 28,求导得y ′=x 4, 所以k 1=x 14,k 2=x 24, 所以k 1k 2=x 14·x 24=x 1x 24×4=-3216=-2. 所以直线P A ,PB 的斜率之积为定值.(2)解 由(1)可得直线P A 的方程为y -x 218=x 14(x -x 1),① 直线PB 的方程为y -x 228=x 24(x -x 2),②联立①②,得点P 的坐标为⎝ ⎛⎭⎪⎫x 1+x 22,x 1x 28, 由(1)得x 1+x 2=8k ,x 1x 2=-32,所以P (4k ,-4).于是|AB |=81+k 2k 2+2,点P 到直线AB 的距离d =4(k 2+2)1+k2, 所以S △P AB =16k 2+2(k 2+2),当k 2=0,即k =0时,△P AB 的面积取得最小值32 2.5.已知椭圆x 2a 2+y 2b2=1(a >b >0)过点(0,1),其长轴、焦距和短轴的长的平方依次成等差数列.直线l 与x 轴正半轴和y 轴分别交于点Q ,P ,与椭圆分别交于点M ,N ,各点均不重合且满足PM→=λ1MQ →,PN →=λ2NQ →.(1)求椭圆的标准方程;(2)若λ1+λ2=-3,试证明直线l 过定点,并求此定点.解 (1)设椭圆的焦距为2c ,由题意知b =1,且(2a )2+(2b )2=2(2c )2,又a 2=b 2+c 2,∴a 2=3.∴椭圆的方程为x 23+y 2=1.(2)由题意设P (0,m ),Q (x 0,0),M (x 1,y 1),N (x 2,y 2),设l 的方程为x =t (y -m ), 由PM →=λ1MQ →知(x 1,y 1-m )=λ1(x 0-x 1,-y 1),∴y 1-m =-y 1λ1,由题意y 1≠0,∴λ1=m y 1-1. 同理由PN →=λ2NQ →知λ2=m y 2-1. ∵λ1+λ2=-3,∴m y 1-1+m y 2-1+3=0, 即y 1y 2+m (y 1+y 2)=0,①联立⎩⎪⎨⎪⎧x 2+3y 2=3,x =t (y -m )得(t 2+3)y 2-2mt 2y +t 2m 2-3=0, ∴Δ=4m 2t 4-4(t 2+3)(t 2m 2-3)>0,②且有y 1+y 2=2mt 2t 2+3,y 1y 2=t 2m 2-3t 2+3,③ ③代入①得t 2m 2-3+2m 2t 2=0,∴(mt )2=1, 由题意mt <0,∴mt =-1,满足②,得直线l 的方程为x =ty +1,过定点(1,0),即Q 为定点.。

高考数学(理)自由复习步步高系列04(原卷版).doc

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高中数学学习材料唐玲出品【课本内容再回顾——查缺补漏】回顾一:三角函数的图象与性质1. 三角函数定义、同角关系与诱导公式(1)定义:设α是一个任意角,它的终边与单位圆交于点P (x ,y ),则sin α=y ,cos α=x ,tan α=yx .各象限角的三角函数值的符号:一全正,二正弦,三正切,四余弦. (2)同角关系:sin 2α+cos 2α=1,sin αcos α=tan α.(3)诱导公式:在k π2+α,k ∈Z 的诱导公式中“奇变偶不变,符号看象限”.2. 三角函数的图象及常用性质函数 y =sin xy =cos xy =tan x图象单调性在[-π2+2k π,π2+2k π](k ∈Z )上单调递增;在[π2+2k π,3π2+2k π](k ∈Z )上单调递减 在[-π+2k π,2k π](k ∈Z )上单调递增;在[2k π,π+2k π](k ∈Z )上单调递减在(-π2+k π,π2+k π)(k ∈Z )上单调递增对称性对称中心:(k π,0)(k ∈Z );对称轴:x =π2+k π(k ∈Z )对称中心:(π2+k π,0)(k ∈Z );对称轴:x =k π(k ∈Z )对称中心:(k π2,0)(k ∈Z )3. 三角函数的两种常见变换回顾二:三角变换与解三角形1.两角和与差的正弦、余弦、正切公式(1)sin(α±β)=sin αcos β±cos αsin β.(2)cos(α±β)=cos αcos β∓sin αsin β.(3)tan(α±β)=tan α±tan β1∓tan αtan β.2.二倍角的正弦、余弦、正切公式(1)sin 2α=2sin αcos α.(2)cos 2α=cos2α-sin2α=2cos2α-1=1-2sin2α.(3)tan 2α=2tan α1-tan2α.3.三角恒等式的证明方法(1)从等式的一边推导变形到另一边,一般是化繁为简.(2)等式的两边同时变形为同一个式子.(3)将式子变形后再证明.4.正弦定理asin A=bsin B=csin C=2R(2R为△ABC外接圆的直径).变形:a=2R sin A,b=2R sin B,c=2R sin C.sin A =a 2R ,sin B =b 2R ,sin C =c2R .a ∶b ∶c =sin A ∶sin B ∶sin C . 5. 余弦定理a 2=b 2+c 2-2bc cos A ,b 2=a 2+c 2-2ac cos B , c 2=a 2+b 2-2ab cos C .推论:cos A =b 2+c 2-a 22bc ,cos B =a 2+c 2-b 22ac ,cos C =a 2+b 2-c 22ab.变形:b 2+c 2-a 2=2bc cos A ,a 2+c 2-b 2=2ac cos B , a 2+b 2-c 2=2ab cos C . 6. 面积公式S △ABC =12bc sin A =12ac sin B =12ab sin C .7. 解三角形(1)已知两角及一边,利用正弦定理求解.(2)已知两边及一边的对角,利用正弦定理或余弦定理求解,解的情况可能不唯一. (3)已知两边及其夹角,利用余弦定理求解. (4)已知三边,利用余弦定理求解.回顾三:平面向量1. 平面向量中的五个基本概念(1)零向量模的大小为0,方向是任意的,它与任意非零向量都共线,记为0. (2)长度等于1个单位长度的向量叫单位向量,a 的单位向量为a|a |.(3)方向相同或相反的向量叫共线向量(平行向量).(4)如果直线l 的斜率为k ,则a =(1,k )是直线l 的一个方向向量. (5)向量的投影:|b |cos 〈a ,b 〉叫做向量b 在向量a 方向上的投影. 2. 平面向量的两个重要定理(1)向量共线定理:向量a (a ≠0)与b 共线当且仅当存在唯一一个实数λ,使b =λa .(2)平面向量基本定理:如果e 1,e 2是同一平面内的两个不共线向量,那么对这一平面内的任一向量a ,有且只有一对实数λ1,λ2,使a =λ1e 1+λ2e 2,其中e 1,e 2是一组基底. 3. 平面向量的两个充要条件若两个非零向量a =(x 1,y 1),b =(x 2,y 2),则: (1)a ∥b ⇔a =λb ⇔x 1y 2-x 2y 1=0. (2)a ⊥b ⇔a ·b =0⇔x 1x 2+y 1y 2=0.4. 平面向量的三个性质(1)若a =(x ,y ),则|a |=a ·a =x 2+y 2. (2)若A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),则 |AB →|=(x 2-x 1)2+(y 2-y 1)2.(3)若a =(x 1,y 1),b =(x 2,y 2),θ为a 与b 的夹角, 则cos θ=a ·b|a ||b |=x 1x 2+y 1y 2x 21+y 21x 22+y 22.【热点知识再梳理——胸有成竹】热点一:三角函数y =A sin(ωx +φ)的图象及解析式【典例】将函数sin 3y x π⎛⎫=- ⎪⎝⎭的图象上所有点的横坐标伸长到原来的2倍(纵坐标不变),再将所得的图象向左平移3π个单位,得到的图象对应的解析式是( ) A.1sin2y x = B.1sin 22y x π⎛⎫=- ⎪⎝⎭ C.1sin 26y x π⎛⎫=- ⎪⎝⎭ D.sin 26y x π⎛⎫=- ⎪⎝⎭【跟踪练习】函数)2||,0,0)(sin(πϕωϕω<>>+=A x A y 的部分图象如图所示,则该函数的解析式是( )A .)652sin(2π-=x yB .)652sin(2π+=x yC .)62sin(2π-=x yD .)62sin(2π+=x y【考点定位】三角函数的解析式.热点二:三角函数的性质【典例】已知函数)2sin()4cos()4sin(32)(πππ+-++=x x x x f .(1)求)(x f 的最小正周期; (2)若将)(x f 的图象向右平移3π个单位,得到函数)(x g 的图象,求函数)(x g 在区间)2,0[π上的最大值和最小值,并求出相应的x 的值.【跟踪练习】已知函数()2sin (sin cos )f x x x x =+. (Ⅰ)求()f x 的最小正周期; (Ⅱ)当[0,]2x π∈时,求()f x 的最大值.【考点定位】正弦的二倍角公式和降幂公式、三角函数的值域.热点三:三角函数与三角形问题的结合【典例】已知函数f(x)=cos(2x +π3)+sin 2x(1)求函数f(x)的单调递减区间及最小正周期;(2)设锐角△ABC 的三内角A ,B ,C 的对边分别是a ,b ,c ,若c =6,cosB =13,f(C 2)=-14,求b.的.【跟踪练习】21()cos 3sin cos (0)2f x x x x ωωωω=+->的最小正周期为π. (I )求ω值及()f x 的单调递增区间;(II )在△ABC 中,a b c 、、分别是三个内角C B A 、、所对边,若1a =,2b =,322A f ⎛⎫= ⎪⎝⎭,求B的大小.【考点定位】1.三角恒等变换(倍角公式);2.三角函数的周期和单调性;3.正弦定理.热点四:三角变换、向量、三角形问题的综合【典例】已知a ,b ,c 分别为∆ABC 的三个内角A ,B ,C 的对边,向量m =(sinA ,1),n =(cosA ,3),且m //n . (I)求角A 的大小;(II)若a=2,b=22,求∆ABC 的面积.【考点定位】平面向量的坐标运算,两角和差的三角函数,正弦定理的应用,三角形面积公式.【跟踪练习】在△ABC 中,内角,,A B C 所对的边分别为,,a b c ,已知m ()A A sin 3,cos 2=,n ()A A cos 2,cos -=,m·n 1-=.(1)求A ∠的大小;(2)若32=a ,2=c ,求△ABC 的面积.【考点定位】数量积的坐标运算、正弦定理和余弦定理、三角恒等变换.【综合模拟练兵——保持手感】1.在ABC ∆中,已知a 、b 、c 分别为A ∠、B ∠、C ∠所对的边,S 为ABC ∆的面积,若向量()2224,p a b c =+-,()1,q S =满足//p q ,则C ∠= .A .045 B.030 C.060 D.0120【考点定位】向量的坐标运算、三角形面积公式、余弦定理.2.ABC ∆的三个内角,,A B C 对应的边分别,,a b c ,且cos ,cos ,cos a C b B c A 成等差数列,则角B 等于( )A .030B. 060C. 090D. 0120【考点定位】等差中项、正弦定理.3.在ABC ∆中,已知B C B C cos )sin(2sin +=,那么ABC ∆一定是( )。

高考数学(理)自由复习步步高系列10.docx

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高中数学学习材料唐玲出品有人曾做过摸底调查,对20个因素在高考成功中的作用进行排名,结果考场心态、考前心态、考试策略技巧、临场发挥,分别排在第一、第二、第五、第七位.确实,高考成功主要靠二个因素:一靠高考硬件,平时掌握知识的程度,学习能力;二靠高考软件,考前的心态,考中的心态.实力是基础,发挥是关键,它是高考成功最关键、最主要、最基础的因素.一个考生的失利可能失在知识的掌握上,也可能失在答卷的策略和技巧上,还可能失在心态上,这其中的任何环节都是成功的必要保证,不可忽视.一、心态策略(一)考前心态高考成功与否,确实关系到今后的路将如何走.但它并不能决定考生一生的前途和幸福,人一生中奋进的机会很多,高考只不过是其中之一,俗话说得好:条条道路通罗马.即使一时落榜,也可另走他路成才,要做到一颗红心,多种准备,千万不要将生命的赌注全部押在高考这一颗法码上,致使心理压力过大.唯有轻装上阵,才能发挥水平.在临考的前几天,考生往往随着较大的心理压力,表现出心神不宁、忐忑不安等种种焦躁情绪.更有的考生会因为恐惧,抓住最后几天死拼,搞得疲惫不堪.殊不知这些都是临考大忌.心理学的研究表明,一个人的考试焦虑水平和其思维效率成倒“U”形.因此,考生应利用临考前的一段时间调整出情绪稳定、精力充沛、充满自信的身心状态.具体地说,临考前,考生应把自己从繁重的学习中解放出来,采取各种方法放松身心,如增加轻度的体育锻炼,拣起自己喜欢的、不耗时间的爱好,吃好、睡好,使自己的精神像“洗”过一样崭新,以便从容地走进考场.这期间,考生可以根据自己的实际情况进行一些自信训练、放松训练,下面就介绍一种排除考试焦虑的常用方法——系统脱敏训练.训练程序如下:考生在睡觉前放松的时候,在大脑中想象自己在考试中的全过程,以及考场上可能出现的突发情况,如想象自己进考场时十分紧张,还遇到了不会做的难题,而且考试时间也不够用.注意,将考场上的惊慌想象得越细致越具体越好.临考前如能每天坚持这种训练,你就会发现自己并不那么恐惧考试了,而且考试应变能力也会有所提高.越是临近高考,心态的调节越重要,因此可以说,调节好心态是高考成功的一半.如何调整好心态,概括为16个字:强化信心,优化情绪,进入状态,充分发挥.(二)考中心态高考是紧张、激烈的脑力劳动,需要考生全身心投入,且处于最佳状态,以保证每分钟都能积极思维.考试开始前,考生应像运动员比赛前先做准备活动一样,摒弃与高考无关的一切杂念,排除种种可能在考场中分散注意力的因素,适当热身,提前进入“角色”.考试中要克服六种不良心态.1、偏急心态.考试时,有些考生为了抢时间,刚拿到试题,情绪急躁,没有审清题设条件,慌忙答题,这种心态称作偏急心态.正确的做法是:拿到试题,先大致浏览一下,做到心中有数.每做一题,不要急于动手,先看清题设条件,挖掘隐晦信息.根据条件,设计出先求什么,后求什么,再求什么,使解题有顺序地进行.2、犹豫心态.一接触到试题,好象有不少思路,但对每一种思路又感到模糊朦胧,不知如何是好,犹豫不定,迟迟不下笔,此谓犹豫心态.正确做法:仔细分析题目,选取自己感到比较适合的思路,进行解答操作.3、烦躁心态.经过几次的尝试,仍不得其解,心情烦躁不安,再尝试,再失败,烦躁更甚.这种烦躁心态,堵塞了思路,失去了灵感,妨碍了能力及水平的发挥.正确做法:静下心,不急躁,将这个题目打上记号暂时放一下,继续做下面的题目.4、固执心态.考试时,久攻不下的试题,又不愿意放弃,又不愿意转换思考角度,苦思冥想,徒然浪心态.正确做法:告诫自己必须冷静,不要被胜利冲昏头脑.(三)考后心态——糊涂孤独出考场每考完一科,大家都会叽叽喳喳议论答案,当发现自己做得不对时就很沮丧、很难过,根本没有心情复习下一门.和同学对答案是考试结束后的大忌,是一种破坏性的行为,只会造成更加的慌乱、怀疑、沮丧.因此,考生走出考场后应做到两点:一是越糊涂越好.不要去回想考试内容,不要回忆自己的答案,更不要翻书去验证.只要出了考场,就要坚决“忘掉一切”.二是尽量避免与同学同行.因为同学在一起,总免不了要议论考试内容,这势必引起自己对考试的回想和怀疑,从而引起情绪波动.总之,出了考场,考生就应把全部注意力迅速转移到下一个科目,为下一场考试思维高潮的出现打好基础.二、答题策略(一)评卷情况评卷坚持三个原则:1.阅卷力求公平;2.标准把握基本到位;3.给分相对宽松几种情况:1.如果一个大题由几个小题组成,即使前面小题错了或未做,后面小题做对,后边分数全给;2.前面的错引起后面结果出错,但方法用对,则后边给一半分;3.一题中给分点不平衡;4.有能力者分数不会低.(不追求综合题解题的格式规范与严谨)特别忠告:1.写新再删旧;2.有比留空好;3.用好草稿纸;4.得分用时率(二)时间安排走进考场,大多数考生都会紧张的,这时要注意平衡心绪,首先,做一次深呼吸,然后告诫自己:“欲速则不达”,“不要着急,按时交卷就行了”;然后通过浏览全卷,大致了解试题的类型、数量、分值和试题的难易,进而确定题目相应的作答时间.分配时间要服从于考试成功的目的,基本原则就是保证在能够得分的地方不丢分,不容易得分的地方争取尽可能多得分.在具体操作上,要求考生做到“量菜吃饭”,按“分数时间比”实用原则,分值大的题目多花些时间,分值小的题目少花一些时间;一看就会做的题目先花时间,需要考虑一下才能解答的题目放在第二梯队完成;难度最大的或从来没有见到过的题目,放在最后攻关.记住:考场上的时间是“一寸光阴一寸金”,你必须精打细算,其核心是让时间为你高考得分最大值这一目的服务.时间安排大致可以是这样的:Ⅰ卷30分钟左右,最多不要超过40分.(三)小题战术:小题指的是选择题与填空题,先谈选择题的处理.解选择题的基本原则:小题不要大做.解选择题的的基本策略:1.能定性判断的不要定量计算.2.能用间接法的不要用直接法.3.能用特殊方法的不要用常规方法.4.能归筛选排除的用筛选排除.高考数学应试答题技巧一、考前准备1.调适心理,增强信心(1)合理设置考试目标,创设宽松的应考氛围,以平常心对待高考;(2)合理安排饮食,提高睡眠质量;(3)保持良好的备考状态,不断进行积极的心理暗示;(4)静能生慧,稳定情绪,净化心灵,满怀信心地迎接即将到来的考试。

步步高高中数学理科文档

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§1.3简单的逻辑联结词、全称量词与存在量词1.简单的逻辑联结词(1)命题中的且、或、非叫做逻辑联结词.2.全称量词与存在量词(1)全称量词:短语“所有的”“任意一个”在逻辑常叫做全称量词,用“∀”表示;含有全称量词的命题叫做全称命题.(2)存在量词:短语“存在一个”“至少有一个”在逻辑常叫做存在量词,用“∃”表示;含有存在量词的命题叫做特称命题.3.含有一个量词的命题的否定1.判断下面结论是否正确(请在括号打“√”或“×”)(1)命题p∧q为假命题,则命题p、q都是假命题.(×)2n>1 000,则綈p:∃n∈N,02n≤1 000.(×)(2)已知命题p:∃n0∈N,0(3)命题p和綈p不可能都是真命题.(√)(4)命题“∀x∈R,x2≥0”的否定是“∀x∈R,x2<0”.(×)(5)若命题p、q至少有一个是真命题,则p∨q是真命题.(√) 2.命题p:∀x∈R,sin x<1;命题q:∃x∈R,cos x≤-1,则下列结论是真命题的是()A .p ∧qB .綈p ∧qC .p ∨綈qD .綈p ∧綈q答案 B解析 p 是假命题,q 是真命题, ∴綈p ∧q 是真命题.3.(2013·)命题“对任意x ∈R ,都有x 2≥0”的否定为( )A .对任意x ∈R ,都有x 2<0B .不存在x ∈R ,使得x 2<0C .存在x 0∈R ,使得x 20≥0D .存在x 0∈R ,使得x 20<0 答案 D解析 因为“∀x ∈M ,p (x )”的否定是“∃x ∈M ,綈p (x )”,故“对任意x ∈R ,都有x 2≥0”的否定是“存在x 0∈R ,使得x 20<0”.4.(2013·)在一次跳伞训练中,甲、乙两位学员各跳一次,设命题p 是“甲降落在指定围”,q 是“乙降落在指定围”,则命题“至少有一位学员没有降落在指定围”可表示为( )A .(綈p )∨(綈q ) B. p ∨(綈q )C .(綈p )∧(綈q )D .p ∨q答案 A解析 “至少有一位学员没有落在指定围”=“甲没有落在指定围”或“乙没有落在指定围”=(綈p )∨(綈q ).5.若命题“∃x ∈R ,x 2-mx -m <0”是假命题,则实数m 的取值围是________. 答案 [-4,0]解析 “∃x ∈R ,x 2-mx -m <0”是假命题,则“∀x ∈R ,x 2-mx -m ≥0”是真命题.即Δ=m 2+4m ≤0,∴-4≤m ≤0.题型一 含有逻辑联结词命题的真假判断例1 命题p :将函数y =sin 2x 的图象向右平移π3个单位得到函数y =sin ⎝⎛⎭⎫2x -π3的图象;命题q :函数y =sin ⎝⎛⎭⎫x +π6cos ⎝⎛⎭⎫π3-x 的最小正周期为π,则命题“p ∨q ”“p ∧q ”“綈p ”为真命题的个数是( )A .1B .2C .3D .0思维启迪 先判断命题p 、q 的真假,然后利用真值表判断p ∨q 、p ∧q 、綈p 的真假. 答案 B解析 函数y =sin 2x 的图象向右平移π3个单位后,所得函数为y =sin ⎣⎡⎦⎤2⎝⎛⎭⎫x -π3=sin ⎝⎛⎭⎫2x -2π3, ∴命题p 是假命题.又y =sin ⎝⎛⎭⎫x +π6cos ⎝⎛⎭⎫π3-x =sin ⎝⎛⎭⎫x +π6cos ⎣⎡⎦⎤π2-⎝⎛⎭⎫x +π6 =sin 2⎝⎛⎭⎫x +π6=12-12cos ⎝⎛⎭⎫2x +π3, ∴其最小正周期为T =2π2=π,∴命题q 真.由此,可判断命题“p ∨q ”真,“p ∧q ”假,“綈p ”为真. 思维升华 “p ∨q ”“p ∧q ”“綈p ”形式命题真假的判断步骤: (1)确定命题的构成形式; (2)判断其中命题p 、q 的真假;(3)确定“p ∧q ”“p ∨q ”“綈p ”形式命题的真假.(1)若命题p :函数y =x 2-2x 的单调递增区间是[1,+∞),命题q :函数y =x-1x 的单调递增区间是[1,+∞),则( )A .p ∧q 是真命题B .p ∨q 是假命题C .綈p 是真命题D .綈q 是真命题(2)“p 或q ”为真命题是“p 且q ”为真命题的________条件. 答案 (1)D (2)必要不充分解析 (1)因为函数y =x 2-2x 的单调递增区间是[1,+∞), 所以p 是真命题;因为函数y =x -1x 的单调递增区间(-∞,0)和(0,+∞), 所以q 是假命题.所以p ∧q 为假命题,p ∨q 为真命题,綈p 为假命题,綈q 为真命题,故选D. (2)若命题“p 或q ”为真命题,则p 、q 中至少有一个为真命题. 若命题“p 且q ”为真命题,则p 、q 都为真命题,因此“p 或q ”为真命题是“p 且q ”为真命题的必要不充分条件. 题型二 全(特)称命题的否定例2 写出下列命题的否定,并判断其真假:(1)p :∀x ∈R ,x 2-x +14≥0;(2)q :所有的正方形都是矩形; (3)r :∃x 0∈R ,x 20+2x 0+2≤0; (4)s :至少有一个实数x 0,使x 30+1=0.思维启迪 否定量词,否定结论,写出命题的否定;判断命题的真假.解 (1)綈p :∃x 0∈R ,x 20-x 0+14<0,假命题. (2)綈q :至少存在一个正方形不是矩形,假命题. (3)綈r :∀x ∈R ,x 2+2x +2>0,真命题. (4)綈s :∀x ∈R ,x 3+1≠0,假命题. 思维升华 (1)对全(特)称命题进行否定的方法①找到命题所含的量词,没有量词的要结合命题的含义加上量词,再进行否定. ②对原命题的结论进行否定.(2)判定全称命题“∀x ∈M ,p (x )”是真命题,需要对集合M 中的每个元素x ,证明p (x )成立;要判断特称命题是真命题,只要在限定集合至少能找到一个x =x 0,使p (x 0)成立.(1)已知命题p :∀x 1,x 2∈R ,(f (x 2)-f (x 1))·(x 2-x 1)≥0,则綈p 是( )A .∃x 1,x 2∈R ,(f (x 2)-f (x 1))(x 2-x 1)≤0B .∀x 1,x 2∈R ,(f (x 2)-f (x 1))(x 2-x 1)≤0C .∃x 1,x 2∈R ,(f (x 2)-f (x 1))(x 2-x 1)<0D .∀x 1,x 2∈R ,(f (x 2)-f (x 1))(x 2-x 1)<0 (2)命题“存在实数x ,使x >1”的否定..是( )A .对任意实数x ,都有x >1B .不存在实数x ,使x ≤1C .对任意实数x ,都有x ≤1D .存在实数x ,使x ≤1 答案 (1)C (2)C解析 (1)綈p :∃x 1,x 2∈R ,(f (x 2)-f (x 1))(x 2-x 1)<0. (2)利用特称命题的否定是全称命题求解.“存在实数x ,使x >1”的否定是“对任意实数x ,都有x ≤1”.故选C. 题型三 逻辑联结词与命题真假的应用例3 (1)(2013·名校联考)已知p :∃x ∈R ,mx 2+1≤0,q :∀x ∈R ,x 2+mx +1>0,若p ∨q 为假命题,则实数m 的取值围为( )A .m ≥2B .m ≤-2C .m ≤-2或m ≥2D .-2≤m ≤2(2)已知命题p :“∀x ∈[0,1],a ≥e x ”;命题q :“∃x ∈R ,使得x 2+4x +a =0”.若命题“p ∧q ”是真命题,则实数a 的取值围是__________.思维启迪 利用含逻辑联结词命题的真假求参数围问题,可先求出各命题为真时参数的围,再利用逻辑联结词的含义求参数围. 答案 (1)A (2)[e,4]解析 (1)依题意知,p ,q 均为假命题.当p 是假命题时,mx 2+1>0恒成立,则有m ≥0;当q 是假命题时,则有Δ=m 2-4≥0,m ≤-2或m ≥2.因此由p ,q 均为假命题得⎩⎪⎨⎪⎧m ≥0m ≤-2或m ≥2,即m ≥2.(2)若命题“p ∧q ”是真命题,那么命题p ,q 都是真命题.由∀x ∈[0,1],a ≥e x, 得a ≥e ;由∃x ∈R ,使x 2+4x +a =0,知Δ=16-4a ≥0,a ≤4,因此e ≤a ≤4.思维升华 以命题真假为依据求参数的取值围时,首先要对两个简单命题进行化简,然后依据“p ∧q ”“p ∨q ”“綈p ”形式命题的真假,列出含有参数的不等式(组)求解即可.(1)已知命题p :“∀x ∈[1,2],x 2-a ≥0”,命题q :“∃x ∈R ,使x 2+2ax +2-a=0”,若命题“p 且q ”是真命题,则实数a 的取值围是 ( )A .{a |a ≤-2或a =1}B .{a |a ≥1}C .{a |a ≤-2或1≤a ≤2}D .{a |-2≤a ≤1}(2)命题“∃x ∈R,2x 2-3ax +9<0”为假命题,则实数a 的取值围为________. 答案 (1)A (2)[-22,22]解析 (1)由题意知,p :a ≤1,q :a ≤-2或a ≥1,∵“p 且q ”为真命题,∴p 、q 均为真命题,∴a ≤-2或a =1.(2)因题中的命题为假命题,则它的否定“∀x ∈R,2x 2-3ax +9≥0”为真命题,也就是常见的“恒成立”问题,因此只需Δ=9a 2-4×2×9≤0,即-22≤a ≤2 2.借助逻辑联结词求解参数围典例:(12分)已知c >0,且c ≠1,设p :函数y =c x 在R 上单调递减;q :函数f (x )=x 2-2cx+1在⎝⎛⎭⎫12,+∞上为增函数,若“p 且q ”为假,“p 或q ”为真,数c 的取值围. 思维启迪 (1)p 、q 都为真时,分别求出相应的a 的取值围;(2)用补集的思想,求出綈p 、綈q 分别对应的a 的取值围;(3)根据“p 且q ”为假、“p 或q ”为真,确定p 、q 的真假. 规解答解 ∵函数y =c x 在R 上单调递减,∴0<c <1.[2分] 即p :0<c <1,∵c >0且c ≠1,∴綈p :c >1.[3分]又∵f (x )=x 2-2cx +1在⎝⎛⎭⎫12,+∞上为增函数,∴c ≤12. 即q :0<c ≤12,∵c >0且c ≠1,∴綈q :c >12且c ≠1.[5分]又∵“p 或q ”为真,“p 且q ”为假, ∴p 真q 假或p 假q 真.[6分]①当p 真,q 假时,{c |0<c <1}∩⎩⎨⎧⎭⎬⎫c |c >12且c ≠1=⎩⎨⎧⎭⎬⎫c |12<c <1.[8分] ②当p 假,q 真时,{c |c >1}∩⎩⎨⎧⎭⎬⎫c |0<c ≤12=∅.[10分]综上所述,实数c 的取值围是⎩⎨⎧⎭⎬⎫c |12<c <1.[12分]第一步:求命题p 、q 对应的参数的围. 第二步:求命题綈p 、綈q 对应的参数的围.第三步:根据已知条件构造新命题,如本题构造新命题 “p 且q ”或“p 或q ”.第四步:根据新命题的真假,确定参数的围. 第五步:反思回顾.查看关键点、易错点及解题规.温馨提醒 解决此类问题的关键是准确地把每个条件所对应的参数的取值围求解出来,然后转化为集合交、并、补的基本运算.答题时,可依答题模板的格式进行,这样可使答题思路清晰,过程完整.老师在阅卷时,便于查找得分点.方法与技巧1.把握含逻辑联结词的命题的形式,特别是字面上未出现“或”、“且”,要结合语句的含义理解.2.要写一个命题的否定,需先分清其是全称命题还是特称命题,对照否定结构去写,并注意与否命题区别;否定的规律是“改量词,否结论”. 失误与防1.p ∨q 为真命题,只需p 、q 有一个为真即可;p ∧q 为真命题,必须p 、q 同时为真.2.p 或q 的否定:非p 且非q ;p 且q 的否定:非p 或非q . 3.命题的否定与否命题“否命题”是对原命题“若p ,则q ”的条件和结论分别加以否定而得到的命题,它既否定其条件,又否定其结论;“命题的否定”即“非p ”,只是否定命题p 的结论.A 组 专项基础训练(时间:35分钟,满分:57分)一、选择题1.设命题p :函数y =sin 2x 的最小正周期为π2;命题q :函数y =cos x 的图象关于直线x=π2对称.则下列判断正确的是 ( ) A .p 为真 B .綈q 为假 C .p ∧q 为假D .p ∨q 为真答案 C解析 p 是假命题,q 是假命题,因此只有C 正确.2.(2013·)设x ∈Z ,集合A 是奇数集,集合B 是偶数集.若命题p :∀x ∈A,2x ∈B ,则( ) A .綈p :∀x ∈A,2x ∈B B .綈p :∀x ∉A,2x ∉B C .綈p :∃x ∉A,2x ∈B D .綈p :∃x ∈A,2x ∉B答案 D解析 命题p :∀x ∈A,2x ∈B 是一个全称命题,其命题的否定綈p 应为∃x ∈A,2x ∉B ,选D.3.已知命题p :所有有理数都是实数;命题q :正数的对数都是负数,则下列命题中为真命题的是( )A .綈p ∨qB .p ∧qC .綈p ∧綈qD .綈p ∨綈q 答案 D解析 不难判断命题p 为真命题,命题q 为假命题,从而上述叙述中只有綈p ∨綈q 为真命题.4.已知命题p :若a >1,则a x >log a x 恒成立;命题q :在等差数列{a n }中(其中公差d ≠0),m +n =p +q 是a n +a m =a p +a q 的充分不必要条件(m ,n ,p ,q ∈N *).则下面选项中真命题是 ( )A .綈p ∧綈qB .綈p ∨綈qC .綈p ∨qD .p ∧q答案 B 解析对于命题p ,如图所示,作出函数y =a x (a >1)与y =log a x (a >1)在(0,+∞)上的图象,显然当a >1时,函数y =a x 的图象在函数y =log a x 图象的上方,即当a >1时,a x >log a x 恒成立,故命题p 为真命题.对于命题q ,由等差数列的性质,可知当公差不为0时,m +n =p +q 是a n +a m =a p +a q 的充要条件,故命题q 为假命题.∴命题綈p 为假,綈q 为真,故綈p ∨綈q 为真. 5.下列命题中,真命题是( )A .∃x 0∈⎣⎡⎦⎤0,π2,sin x 0+cos x 0≥2 B .∀x ∈(3,+∞),x 2>2x +1 C .∃x 0∈R ,x 20+x 0=-1 D .∀x ∈⎝⎛⎭⎫π2,π,tan x >sin x 答案 B解析 对于选项A , ∀x ∈⎣⎡⎦⎤0,π2,sin x +cos x =2sin ⎝⎛⎭⎫x +π4≤2, ∴此命题为假命题;对于选项B ,当x ∈(3,+∞)时,x 2-2x -1=(x -1)2-2>0, ∴此命题为真命题;对于选项C ,∀x ∈R ,x 2+x +1=⎝⎛⎭⎫x +122+34>0, ∴此命题为假命题;对于选项D ,当x ∈⎝⎛⎭⎫π2,π时,tan x <0<sin x , ∴此命题为假命题.故选B. 6.下列结论正确的个数是( )①命题p :“∃x 0∈R ,x 20-2≥0”的否定为綈p :“∀x ∈R ,x 2-2<0”;②若綈p 是q 的必要条件,则p 是綈q 的充分条件;③“M >N ”是“⎝⎛⎭⎫23M >⎝⎛⎭⎫23N ”的充分不必要条件. A .0 B .1 C .2 D .3 答案 C解析 对于①,易知①是正确的;对于②,由“綈p 是q 的必要条件”知,q 可推知綈p ,则p 可推知綈q (注:互为逆否的两个命题的真假性一致),因此p 是綈q 的充分条件,②正确;对于③,由M >N 不能得到⎝⎛⎭⎫23M >⎝⎛⎭⎫23N,因此③是错误的.故选C. 二、填空题7.若命题p :关于x 的不等式ax +b >0的解集是{x |x >-ba },命题q :关于x 的不等式(x -a )(x -b )<0的解集是{x |a <x <b },则在命题“p ∧q ”、“p ∨q ”、“綈p ”、“綈q ”中,是真命题的有________. 答案 綈p 、綈q解析 依题意可知命题p 和q 都是假命题,所以“p ∧q ”为假、“p ∨q ”为假、“綈p ”为真、“綈q ”为真. 8.下列结论:①若命题p :∃x ∈R ,tan x =1;命题q :∀x ∈R ,x 2-x +1>0.则命题“p ∧綈q ”是假命题;②已知直线l 1:ax +3y -1=0,l 2:x +by +1=0,则l 1⊥l 2的充要条件是ab =-3;③命题“若x 2-3x +2=0,则x =1”的逆否命题:“若x ≠1,则x 2-3x +2≠0”.其中正确结论的序号为________. 答案 ①③解析 ①中命题p 为真命题,命题q 为真命题, 所以p ∧綈q 为假命题,故①正确; ②当b =a =0时,有l 1⊥l 2,故②不正确; ③正确.所以正确结论的序号为①③. 9.写出下列命题的否定,并判断真假: (1)q :∀x ∈R ,x 不是5x -12=0的根; (2)r :有些质数是奇数; (3)s :∃x 0∈R ,|x 0|>0.解 (1)綈q :∃x 0∈R ,x 0是5x -12=0的根,真命题. (2)綈r :每一个质数都不是奇数,假命题. (3)綈s :∀x ∈R ,|x |≤0,假命题.10.已知c >0,设命题p :函数y =c x 为减函数.命题q :当x ∈⎣⎡⎦⎤12,2时,函数f (x )=x +1x >1c恒成立.如果“p 或q ”为真命题,“p 且q ”为假命题,求c 的取值围. 解 由命题p 为真知,0<c <1,由命题q 为真知,2≤x +1x ≤52,要使此式恒成立,需1c <2,即c >12, 若“p 或q ”为真命题,“p 且q ”为假命题, 则p 、q 中必有一真一假,当p 真q 假时,c 的取值围是0<c ≤12; 当p 假q 真时,c 的取值围是c ≥1.综上可知,c 的取值围是⎩⎨⎧⎭⎬⎫c |0<c ≤12或c ≥1.B 组 专项能力提升 (时间:25分钟,满分:43分)1.下列命题中的假命题是 ( )A .∀x ∈R,2x -1>0B .∀x ∈N *,(x -1)2>0C .∃x ∈R ,lg x <1D .∃x ∈R ,tan x =2 答案 B解析 A 正确;对于B ,当x =1时,(x -1)2=0,错误; 对于C ,当x ∈(0,1)时,lg x <0<1,正确;对于D ,∃x ∈R ,tan x =2,正确. 2.设有两个命题,p :不等式e x 4+1e x >a 的解集为R ;q :函数f (x )=-(7-3a )x 在R 上是减函数,如果这两个命题中有且只有一个真命题,那么实数a 的取值围是( )A .1≤a <2B .2<a ≤73C .2≤a <73 D .1<a ≤2 答案 A解析 记A ={a |不等式e x 4+1e x >a 的解集为R }; B ={a |f (x )=-(7-3a )x 在R 上是减函数}.由于函数y =e x 4+1e x 的最小值为1,故A ={a |a <1}. 又因为函数f (x )=-(7-3a )x 在R 上是减函数, 故7-3a >1,即a <2,所以B ={a |a <2}.要使这两个命题中有且只有一个真命题,a 的取值围为[(∁R A )∩B ]∪[(∁R B )∩A ], 而(∁R A )∩B =[1,+∞)∩(-∞,2)=[1,2),(∁R B )∩A =[2,+∞)∩(-∞,1)=∅,因此[(∁R A )∩B ]∪[(∁R B )∩A ]=[1,2),故选A.二、填空题3.已知命题p :“∀x ∈R ,∃m ∈R,4x -2x +1+m =0”,若命题綈p 是假命题,则实数m 的取值围是__________.答案 (-∞,1]解析 若綈p 是假命题,则p 是真命题,即关于x 的方程4x -2·2x +m =0有实数解,由于m =-(4x -2·2x )=-(2x -1)2+1≤1,∴m ≤1.4.设p :关于x 的不等式a x >1的解集是{x |x <0};q :函数y =ax 2-x +a 的定义域为R .若p ∨q 是真命题,p ∧q 是假命题,则实数a 的取值围是________________.答案 ⎝⎛⎭⎫0,12∪[1,+∞)解析 根据指数函数的单调性,可知命题p 为真命题时,实数a 的取值集合为P ={a |0<a <1},对于命题q :函数的定义域为R 的充要条件是ax 2-x +a ≥0恒成立.当a =0时,不等式为-x ≥0,解得x ≤0,显然不成立;当a ≠0时,不等式恒成立的条件是⎩⎪⎨⎪⎧a >0,Δ=-12-4a ×a ≤0,解得a ≥12. 所以命题q 为真命题时,a 的取值集合为Q ={a |a ≥12}.由“p ∨q 是真命题,p ∧q 是假命题”,可知命题p ,q 一真一假,当p 真q 假时,a 的取值围是P ∩(∁R Q )={a |0<a <1}∩{a |a <12}={a |0<a <12};当p 假q 真时,a 的取值围是(∁R P )∩Q ={a |a ≤0或a ≥1}∩{a |a ≥12}={a |a ≥1}.综上,a 的取值围是⎝⎛⎭⎫0,12∪[1,+∞). 5.已知命题p :方程2x 2+ax -a 2=0在[-1,1]上有解;命题q :只有一个实数x 0满足不等式x 20+2ax 0+2a ≤0,若命题“p 或q ”是假命题,求a 的取值围.解 由2x 2+ax -a 2=0得(2x -a )(x +a )=0,∴x =a 2或x =-a ,∴当命题p 为真命题时⎪⎪⎪⎪a 2≤1或|-a |≤1,∴|a |≤2.又“只有一个实数x 0满足不等式x 20+2ax 0+2a ≤0”,即抛物线y =x 2+2ax +2a 与x 轴只有一个交点,∴Δ=4a 2-8a =0,∴a =0或a =2.∴当命题q 为真命题时,a =0或a =2.∴命题“p或q”为真命题时,|a|≤2.∵命题“p或q”为假命题,∴a>2或a<-2. 即a的取值围为{a|a>2或a<-2}.。

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高中数学学习材料唐玲出品【课本内容再回顾——查缺补漏】回顾一:排列组合与二项式定理(1)基本计数原理:①分类加法计数原理:做一件事,完成它有n类办法,在第一类办法中有m1种不同的方法,在第二类办法中有m2种不同的方法,……,在第n类办法中有m n种不同的方法,则完成这件事情,共有N=________________种不同的方法.②分步乘法计数原理:做一件事,完成它需要分成n个步骤,完成第一个步骤有m1种不同的方法,完成第二个步骤有m2种不同的方法,……,完成第n个步骤有m n种不同的方法,那么完成这件事情共有N=__________________种不同的方法.③两个基本计数原理的区别与联系:分类加法计数原理与分步乘法计数原理,都涉及完成一件事情的不同方法的种数.它们的区别在于:分类加法计数原理与分类有关,各种方法相互独立,用其中的任一种方法都可以独立完成这件事;分步乘法计数原理与分步有关,各个步骤相互依存,只有各个步骤都完成了,这件事才算完成.(2)排列与组合:①排列与排列数:从n个不同的元素中任取m(m≤n)个元素,按照一定顺序排成一列,叫做从n个不同元素中取出m个元素的一个排列. 从n个不同元素中取出m个元素的所有排列的个数,叫做从n个不同元素中取出m个元素的排列数,用符号A m n表示.排列数公式:!(1)(2)(1)()()!mnnA n n n n m m nn m=---+=≤-;!(1)(2)21nnA n n n n==--⋅.规定0! = 1。

另外,!)!1(!nnnn-+=⋅;111--++=⋅+=mnmnmnmmmnmnmAACAAA;11--=mnmnnAA,!1)!1(1!1n n n n --=-。

注意:相同排列:如果两个排列相同,不仅这两个排列的元素必须完全相同,而且排列的顺序也必须完全相同.②组合与组合数:从n 个不同的元素中任取m (m≤n )个元素并成一组,叫做从n 个不同元素中取出m 个元 素的一个组合。

高考数学(理)自由复习步步高系列08(解析版)

高考数学(理)自由复习步步高系列08(解析版)

高中数学学习材料(灿若寒星 精心整理制作)1.已知函数2()()ln f x ax x x x =+-在[1,)+∞上单调递增,则实数a 的取值范围是 ;2.关于x 的实系数方程的一个根在区间[0,1]上,另一个根在区间[1,2]上,则2a+3b 的最大值为 。

3.已知函数1()()e xaf x ax=-∈R.若存在实数m,n,使得()0f x≥的解集恰为[],m n,则a的取值范围是.5.已知ABC ∆中,,,a b c 分别为,,A B C ∠∠∠的对边,60,2,B b a x ∠=︒==,若c 有两组解,则x 的取值范围是 .边432,23x x >∴<<. 6.设当x =θ时,函数f(x)=sin x -2cos x 取得最大值,则cos θ=________.7.如图所示,在边长为2的正六边形ABCDEF 中,动圆Q 的半径为1,圆心在线段CD (含端点)上运动,P 是圆Q 上及内部的动点,设向量(,AP mAB nAF m n =+为实数),则m n +的最大值为____________.8.如图ABC ∆是直角边等于4的等腰直角三角形,D 是斜边BC 的中点,14AM AB m AC =+⋅,向量AM 的终点M 在ACD ∆的内部(不含边界),则实数m 的取值范围是 .9.对任意x ∈R ,函数()f x 满足21(1)()[()]2f x f x f x +=-+,设)()]([2n f n f a n -=,数列}{n a 的前15项的和为3116-,则(15)f = .10.已知数列{}n a 的首项1a a =,其前n 项和为n S ,且满足()2132n n S S n n -+=….若对任意的*n N ∈,1n n a a +<恒成立,则a 的取值范围是 . 【答案】915,44⎛⎫ ⎪⎝⎭ 【错因】不少学生不会处理213(2)n n S S n n -+=≥这个条件,部分学生得到了361+=++n a a n n ,不能想11.已知函数12()416mx f x x =+,21()()2x m f x -=,其中m ∈R . (1)若0<m≤2,试判断函数f (x)=f 1 (x)+f 2 (x)()[2,)x ∈+∞的单调性,并证明你的结论;(2)设函数12(),2,()(), 2.f x x g x f x x ⎧=⎨<⎩≥ 若对任意大于等于2的实数x 1,总存在唯一的小于2的实数x 2,使得g (x 1) = g (x 2) 成立,试确定实数m 的取值范围.【答案】(1)单调减函数,(2)(0,4).数.)所以g(x)在(,]m -∞上单调递增,在[,2)m 上单调递减.12.在△ABC 中,角A 、B 、C 所对的边分别为a 、b 、c ,已知B p C A sin sin sin ⋅=+(R ∈p ),且241b ac =. (1)当45=p ,1=b 时,求a ,c 的值; (2)若B 为锐角,求实数p 的取值范围.13.已知向量1(cos ,1),(3sin ,)2m x n x =-=-,设函数()()f x m n m =+⋅.(1).求函数f(x)的最小正周期;(2).已知a,b,c 分别为三角形ABC 的内角对应的三边长,A 为锐角,a=1,3c =,且()f A 恰是函数f(x)在[0,]2π上的最大值,求A,b 和三角形ABC 的面积.14.已知函数23()3x f x x+=, 数列{}n a 满足1111,(),n n a a f n N a *+==∈. (1)求数列{}n a 的通项公式;(2)令11211(2),3,n n n n n b n b S b b b a a -=≥==++⋅⋅⋅+,若20042n m S -<对一切n N *∈成立,求最小正整数m .【答案】(1)2133n a n ∴=+;(2)2013m =最小. 【错因】第一问中学生代入后无法灵活运用等差数列的定义,使得问题无法进行下去了,也有出现不作任15.设()x f x e ax a =--.(Ⅰ)若()0f x ≥对一切1x ≥-恒成立,求a 的取值范围; (Ⅱ)设()()x a g x f x e=+,且112212(,),(,)()A x y B x y x x ≠是曲线()y g x =上任意两点,若对任意的1a ≤-,直线AB 的斜率恒大于常数m ,求m 的取值范围;(Ⅲ)求证:*13(21)(2)()1n n n n e n n n N e +++-<∈-.令函数mx x g x F -=)()(,则由以上不等式知:()F x 在(,)-∞+∞上单调递增,即22()2i n n i e n--< 累加得。

步步高高三复习用书 第九章 9.4 精品

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§9.4 直线与圆、圆与圆的位置关系1.判断直线与圆的位置关系常用的两种方法(1)几何法:利用圆心到直线的距离d 和圆的半径r 的大小关系. d <r ⇔相交;d =r ⇔相切;d >r ⇔相离. (2)代数法:―――――→判别式Δ=b 2-4ac⎩⎪⎨⎪⎧>0⇔相交;=0⇔相切;<0⇔相离.2.圆与圆的位置关系设圆O 1:(x -a 1)2+(y -b 1)2=r 21(r 1>0), 圆O 2:(x -a 2)2+(y -b 2)2=r 22(r 2>0).知识拓展1.圆的切线方程常用结论(1)过圆x 2+y 2=r 2上一点P (x 0,y 0)的圆的切线方程为x 0x +y 0y =r 2.(2)过圆(x -a )2+(y -b )2=r 2上一点P (x 0,y 0)的圆的切线方程为(x 0-a )(x -a )+(y 0-b )(y -b )=r 2.(3)过圆x 2+y 2=r 2外一点M (x 0,y 0)作圆的两条切线,则两切点所在直线方程为x 0x +y 0y =r 2. 2.圆与圆的位置关系的常用结论(1)两圆的位置关系与公切线的条数:①内含:0条;②内切:1条;③相交:2条;④外切:3条;⑤外离:4条.(2)当两圆相交时,两圆方程(x 2,y 2项系数相同)相减便可得公共弦所在直线的方程.题组一 思考辨析1.判断下列结论是否正确(请在括号中打“√”或“×”)(1)如果两个圆的方程组成的方程组只有一组实数解,则两圆外切.( × ) (2)如果两圆的圆心距小于两圆的半径之和,则两圆相交.( × )(3)过圆O :x 2+y 2=r 2上一点P (x 0,y 0)的圆的切线方程是x 0x +y 0y =r 2.( √ )(4)过圆O :x 2+y 2=r 2外一点P (x 0,y 0)作圆的两条切线,切点分别为A ,B ,则O ,P ,A ,B 四点共圆且直线AB 的方程是x 0x +y 0y =r 2.( √ )(5)如果直线与圆组成的方程组有解,则直线与圆相交或相切.( √ ) 题组二 教材改编2.[P128T4]若直线x -y +1=0与圆(x -a )2+y 2=2有公共点,则实数a 的取值范围是( ) A.[-3,-1] B.[-1,3]C.[-3,1]D.(-∞,-3]∪[1,+∞)答案 C解析 由题意可得,圆的圆心为(a,0),半径为2, ∴|a -0+1|12+(-1)2≤2,即|a +1|≤2,解得-3≤a ≤1.3.[P133A 组T9]圆x 2+y 2-4=0与圆x 2+y 2-4x +4y -12=0的公共弦长为________. 答案 2 2解析 由⎩⎪⎨⎪⎧x 2+y 2-4=0,x 2+y 2-4x +4y -12=0,得两圆公共弦所在直线为x -y +2=0.又圆x 2+y 2=4的圆心到直线x -y +2=0的距离为22= 2.由勾股定理得弦长的一半为4-2=2,所以所求弦长为2 2. 题组三 易错自纠4.若直线l :x -y +m =0与圆C :x 2+y 2-4x -2y +1=0恒有公共点,则m 的取值范围是( ) A.[-2,2]B.[-22,22]C.[-2-1,2-1]D.[-22-1,22-1] 答案 D解析 圆C 的标准方程为(x -2)2+(y -1)2=4,圆心为(2,1),半径为2,圆心到直线的距离d =|2-1+m |2,若直线与圆恒有公共点,则|2-1+m |2≤2, 解得-22-1≤m ≤22-1,故选D.5.设圆C 1,C 2都和两坐标轴相切,且都过点(4,1),则两圆心的距离|C 1C 2|等于( ) A.4 B.4 2 C.8 D.8 2答案 C解析 因为圆C 1,C 2和两坐标轴相切,且都过点(4,1),所以两圆都在第一象限内,设圆心坐标为(a ,a ),则|a |=(a -4)2+(a -1)2,解得a =5+22或a =5-22,可取C 1(5+22,5+22),C 2(5-22,5-22), 故|C 1C 2|=(42)2+(42)2=8,故选C.6.已知直线ax +by +4=0(a >0,b >0)与圆x 2+y 2=4相切,则a 2+b 2=________,a +b 的取值范围是________. 答案 4 (2,22] 解析 由题意得4a 2+b2=2,得a 2+b 2=4, 设a =2cos α,b =2sin α,而a >0,b >0,故可取0<α<π2,则a +b =2cos α+2sin α=22sin ⎝⎛⎭⎫α+π4. ∵0<α<π2,∴π4<α+π4<3π4,∴22<sin ⎝⎛⎭⎫α+π4≤1, 故a +b 的取值范围是(2,22].题型一 直线与圆的位置关系1.在△ABC 中,若a sin A +b sin B -c sin C =0,则圆C :x 2+y 2=1与直线l :ax +by +c =0的位置关系是( ) A.相切 B.相交 C.相离D.不确定解析 因为a sin A +b sin B -c sin C =0, 所以a ·a 2R +b ·b 2R -c ·c2R =0,所以a 2+b 2-c 2=0.故圆心C (0,0)到直线l :ax +by +c =0的距离d =|c |a 2+b2=1=r ,故圆C :x 2+y 2=1与直线l :ax +by +c =0相切,故选A.2.圆x 2+y 2-2x +4y =0与直线2tx -y -2-2t =0(t ∈R )的位置关系为( ) A.相离 B.相切C.相交D.以上都有可能答案 C解析 直线2tx -y -2-2t =0恒过点(1,-2), ∵12+(-2)2-2×1+4×(-2)=-5<0, ∴点(1,-2)在圆x 2+y 2-2x +4y =0内,直线2tx -y -2-2t =0与圆x 2+y 2-2x +4y =0相交, 故选C.思维升华判断直线与圆的位置关系的常见方法 (1)几何法:利用d 与r 的关系. (2)代数法:联立方程之后利用Δ判断.(3)点与圆的位置关系法:若直线恒过定点且定点在圆内,可判断直线与圆相交. 上述方法中最常用的是几何法,点与圆的位置关系法适用于动直线问题. 题型二 圆与圆的位置关系典例已知圆C 1:(x -a )2+(y +2)2=4与圆C 2:(x +b )2+(y +2)2=1外切,则ab 的最大值为( ) A.62B.32C.94D.2 3答案 C解析 由圆C 1与圆C 2外切,可得(a +b )2+(-2+2)2=2+1=3,即(a +b )2=9,根据基本不等式可知ab ≤⎝⎛⎭⎫a +b 22=94,当且仅当a =b 时等号成立,ab 的最大值为94.1.若将本典例中的“外切”变为“内切”,求ab 的最大值. 解 由C 1与C 2内切得(a +b )2+(-2+2)2=1. 即(a +b )2=1,又ab ≤⎝⎛⎭⎫a +b 22=14,当且仅当a =b 时等号成立,故ab 的最大值为14.2.若将本典例条件“外切”变为“相交”,求公共弦所在的直线方程. 解 由题意把圆C 1,圆C 2的方程都化为一般方程,得 圆C 1:x 2+y 2-2ax +4y +a 2=0,① 圆C 2:x 2+y 2+2bx +4y +b 2+3=0, ②由②-①得(2a +2b )x +3+b 2-a 2=0,即(2a +2b )x +3+b 2-a 2=0为所求公共弦所在直线方程. 思维升华判断圆与圆的位置关系时,一般用几何法,其步骤是 (1)确定两圆的圆心坐标和半径长;(2)利用平面内两点间的距离公式求出圆心距d ,求r 1+r 2,|r 1-r 2|; (3)比较d ,r 1+r 2,|r 1-r 2|的大小,写出结论.跟踪训练如果圆C :x 2+y 2-2ax -2ay +2a 2-4=0与圆O :x 2+y 2=4总相交,那么实数a 的取值范围是______________________. 答案 (-22,0)∪(0,22)解析 圆C 的标准方程为(x -a )2+(y -a )2=4,圆心坐标为(a ,a ),半径为2. 依题意得0<a 2+a 2<2+2,∴0<|a |<2 2. ∴a ∈(-22,0)∪(0,22).题型三 直线与圆的综合问题命题点1 求弦长问题典例已知直线l :mx +y +3m -3=0与圆x 2+y 2=12交于A ,B 两点,过A ,B 分别做l 的垂线与x 轴交于C ,D 两点,若|AB |=23,则|CD |=________. 答案 4解析 设AB 的中点为M ,由题意知,圆的半径R =23,|AB |=23,所以|OM |=3, 由|OM |=|3m -3|m 2+1=3,解得m =-33,所以l :x -3y +6=0.由⎩⎨⎧x -3y +6=0,x 2+y 2=12,解得A (-3,3),B (0,23),则AC 的直线方程为y -3=-3(x +3), BD 的直线方程为y -23=-3x ,令y =0, 解得C (-2,0),D (2,0),所以|CD |=4. 命题点2 直线与圆相交求参数范围典例已知过点A (0,1)且斜率为k 的直线l 与圆C :(x -2)2+(y -3)2=1交于M ,N 两点. (1)求k 的取值范围;(2)若OM →·ON →=12,其中O 为坐标原点,求|MN |. 解 (1)由题设,可知直线l 的方程为y =kx +1, 因为l 与C 交于两点,所以|2k -3+1|1+k 2<1. 解得4-73<k <4+73.所以k 的取值范围为⎝⎛⎭⎪⎫4-73,4+73. (2)设M (x 1,y 1),N (x 2,y 2).将y =kx +1代入方程(x -2)2+(y -3)2=1,整理得 (1+k 2)x 2-4(1+k )x +7=0. 所以x 1+x 2=4(1+k )1+k 2,x 1x 2=71+k 2. OM →·ON →=x 1x 2+y 1y 2 =(1+k 2)x 1x 2+k (x 1+x 2)+1 =4k (1+k )1+k 2+8. 由题设可得4k (1+k )1+k 2+8=12,解得k =1,所以l 的方程为y =x +1. 故圆心C 在l 上,所以|MN |=2. 命题点3 直线与圆相切的问题典例已知圆C :(x -1)2+(y +2)2=10,求满足下列条件的圆的切线方程. (1)与直线l 1:x +y -4=0平行; (2)与直线l 2:x -2y +4=0垂直; (3)过切点A (4,-1).解 (1)设切线方程为x +y +b =0, 则|1-2+b |2=10,∴b =1±25, ∴切线方程为x +y +1±25=0. (2)设切线方程为2x +y +m =0, 则|2-2+m |5=10,∴m =±52, ∴切线方程为2x +y ±52=0. (3)∵k AC =-2+11-4=13,∴过切点A (4,-1)的切线斜率为-3,∴过切点A (4,-1)的切线方程为y +1=-3(x -4), 即3x +y -11=0.思维升华直线与圆综合问题的常见类型及解题策略(1)处理直线与圆的弦长问题时多用几何法,即弦长的一半、弦心距、半径构成直角三角形. (2)圆的切线问题的处理要抓住圆心到直线的距离等于半径,从而建立关系解决问题. 跟踪训练 (1)过点(3,1)作圆(x -2)2+(y -2)2=4的弦,其中最短弦的长为________. 答案 2 2解析 设P (3,1),圆心C (2,2),则|PC |=2,半径r =2,由题意知最短的弦过P (3,1)且与PC 垂直,所以最短弦长为222-(2)2=2 2.(2)过点P (2,4)引圆(x -1)2+(y -1)2=1的切线,则切线方程为__________________. 答案 x =2或4x -3y +4=0解析 当直线的斜率不存在时,直线方程为x =2,此时,圆心到直线的距离等于半径,直线与圆相切,符合题意;当直线的斜率存在时,设直线方程为y -4=k (x -2),即kx -y +4-2k =0,∵直线与圆相切,∴圆心到直线的距离等于半径,即d =|k -1+4-2k |k 2+(-1)2=|3-k |k 2+1=1, 解得k =43,∴所求切线方程为43x -y +4-2×43=0,即4x -3y +4=0.综上,切线方程为x =2或4x -3y +4=0.(3)(2018·杭州学军中学模拟)已知圆C :(x -a )2+(y -2a )2=4(a >0)与直线y =x +2相交于P ,Q 两点,则当△CPQ 的面积S 最大时,实数a 的值为______,当a 变化时,圆系C 的公切线方程为______________. 答案 4 y =2x ±2 5解析 设圆心C 到直线y =x +2的距离为d , 则|PQ |=24-d 2,S =12d |PQ |=d 4-d 2≤d 2+4-d 22=2(当且仅当d =2时,取等号), 由⎝⎛⎭⎪⎫|a -2a +2|22=2,解得a =4(a =0舍去).因为圆心在直线y =2x 上,所以公切线方程可设为y =2x +b . 由于圆心到直线y =2x +b 的距离为2,所以由|b |5=2,得b =±2 5.故公切线方程为y =2x ±2 5.1.(2014·浙江)已知圆x 2+y 2+2x -2y +a =0截直线x +y +2=0所得的弦的长度为4,则实数a 的值是( ) A.-2 B.-4 C.-6 D.-8答案 B解析 将圆的方程化为标准方程为(x +1)2+(y -1)2=2-a ,所以圆心为(-1,1),半径r =2-a ,圆心到直线x +y +2=0的距离d =|-1+1+2|2=2,故r 2-d 2=4,即2-a -2=4,所以a =-4,故选B.2.圆x 2+2x +y 2+4y -3=0上到直线x +y +1=0的距离为2的点共有( ) A.1个 B.2个 C.3个 D.4个 答案 C解析 圆的方程化为(x +1)2+(y +2)2=8,圆心(-1,-2)到直线的距离d =|-1-2+1|2=2,半径是22,结合图形可知有3个符合条件的点.3.(2017·金华模拟)过点P (1,-2)作圆C :(x -1)2+y 2=1的两条切线,切点分别为A ,B ,则AB 所在直线的方程为( ) A.y =-34 B.y =-12C.y =-32D.y =-14答案 B解析 圆(x -1)2+y 2=1的圆心为(1,0),半径为1,以|PC |=(1-1)2+(-2-0)2=2为直径的圆的方程为(x -1)2+(y +1)2=1,将两圆的方程相减得AB 所在直线的方程为2y +1=0,即y =-12.4.(2017·台州调研)若点A (1,0)和点B (4,0)到直线l 的距离依次为1和2,则这样的直线有( ) A.1条 B.2条 C.3条 D.4条答案 C解析 如图,分别以A ,B 为圆心,1,2为半径作圆.由题意得,直线l 是圆A 的切线,A 到l 的距离为1,直线l 也是圆B 的切线,B 到l 的距离为2,所以直线l 是两圆的公切线,共3条(2条外公切线,1条内公切线).5.已知点P (a ,b )(ab ≠0)是圆x 2+y 2=r 2内的一点,直线m 是以P 为中点的弦所在的直线,直线l 的方程为ax +by =r 2,那么( ) A.m ∥l ,且l 与圆相交 B.m ⊥l ,且l 与圆相切 C.m ∥l ,且l 与圆相离 D.m ⊥l ,且l 与圆相离 答案 C解析 ∵点P (a ,b )(ab ≠0)在圆内,∴a 2+b 2<r 2. ∵圆x 2+y 2=r 2的圆心为O (0,0), 故由题意得OP ⊥m , 又k OP =b a ,∴k m =-a b,∵直线l 的斜率为k l =-a b =k m ,圆心O 到直线l 的距离d =r 2a 2+b 2>r 2r =r ,∴m ∥l ,l 与圆相离,故选C.6.已知圆C 的方程为x 2+y 2=1,直线l 的方程为x +y =2,过圆C 上任意一点P 作与l 夹角为45°的直线交l 于点A ,则|P A |的最小值为( ) A.12 B.1 C.2-1 D.2- 2 答案 D解析 方法一 由题意可知,直线P A 与坐标轴平行或重合,不妨设直线P A 与y 轴平行或重合,设P (cos α,sin α),则A (cos α,2-cos α),∴|P A |=|2-cos α-sin α|=⎪⎪⎪⎪2-2sin ⎝⎛⎭⎫α+π4, ∴|P A |的最小值为2-2,故选D.方法二 由题意可知圆心(0,0)到直线x +y =2的距离d =22=2,∴圆C 上一点到直线x +y =2的距离的最小值为2-1.由题意可得|P A |min =2(2-1)=2-2,故选D.7.(2018届丽水摸底)已知动直线l 与圆O :x 2+y 2=4相交于A ,B 两点,且满足|AB |=2,点C 为直线l 上一点,且满足CB →=52CA →,若M 是线段AB 的中点,则OC →·OM →的值为( )A.3B.2 3C.2D.-3答案 A解析 动直线l 与圆O :x 2+y 2=4相交于A ,B 两点,且满足|AB |=2,则△OAB 为等边三角形,于是可设动直线l 为y =3(x +2),根据题意可得B (-2,0),A (-1,3), ∵M 是线段AB 的中点, ∴M ⎝⎛⎭⎫-32,32,设C (x ,y ),∵CB →=52CA →,∴(-2-x ,-y )=52(-1-x ,3-y ),∴⎩⎨⎧-2-x =52(-1-x ),-y =52(3-y ),解得⎩⎨⎧x =-13,y =533,∴C ⎝⎛⎭⎫-13,533,∴OC →·OM →=⎝⎛⎭⎫-13,533·⎝⎛⎭⎫-32,32=12+52=3,故选A.8.已知直线l :x -3y +6=0与圆x 2+y 2=12交于A ,B 两点,过A ,B 分别作l 的垂线与x 轴交于C ,D 两点,则|CD |=________.答案 4解析 设A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),由⎩⎨⎧x -3y +6=0,x 2+y 2=12,得y 2-33y +6=0, 则y 1+y 2=33,令y 2=23,则y 1=3,∴A (-3,3),B (0,23).过A ,B 作l 的垂线方程分别为y -3=-3(x +3),y -23=-3x ,令y =0,则x C =-2,x D =2,∴|CD |=2-(-2)=4.9.点P 在圆C 1:x 2+y 2-8x -4y +11=0上,点Q 在圆C 2:x 2+y 2+4x +2y +1=0上,则|PQ |的最小值是________.答案 35-5解析 把圆C 1、圆C 2的方程都化成标准形式,得(x -4)2+(y -2)2=9,(x +2)2+(y +1)2=4.圆C 1的圆心坐标是(4,2),半径是3;圆C 2的圆心坐标是(-2,-1),半径是2.圆心距d =(4+2)2+(2+1)2=35>3+2=5,所以圆C 1与圆C 2相离,所以|PQ |的最小值是35-5.10.在平面直角坐标系xOy 中,已知(x 1-2)2+y 21=5,x 2-2y 2+4=0,则(x 1-x 2)2+(y 1-y 2)2的最小值为________.答案 15解析 由已知得点(x 1,y 1)在圆(x -2)2+y 2=5上,点(x 2,y 2)在直线x -2y +4=0上,故(x 1-x 2)2+(y 1-y 2)2表示(x -2)2+y 2=5上的点和直线x -2y +4=0上点的距离的平方,而距离的最小值为|2+4|1+4-5=55,故(x 1-x 2)2+(y 1-y 2)2的最小值为15. 11.已知圆C :x 2+y 2+2x -4y +1=0,O 为坐标原点,动点P 在圆C 外,过P 作圆C 的切线,设切点为M .(1)若点P 运动到(1,3)处,求此时切线l 的方程;(2)求满足条件|PM |=|PO |的点P 的轨迹方程.解 把圆C 的方程化为标准方程为(x +1)2+(y -2)2=4,∴圆心为C (-1,2),半径r =2.(1)当l 的斜率不存在时,此时l 的方程为x =1,C 到l 的距离d =2=r ,满足条件.当l 的斜率存在时,设斜率为k ,得l 的方程为y -3=k (x -1),即kx -y +3-k =0, 则|-k -2+3-k |1+k2=2,解得k =-34. ∴l 的方程为y -3=-34(x -1), 即3x +4y -15=0.综上,满足条件的切线l 的方程为x =1或3x +4y -15=0.(2)设P (x ,y ),则|PM |2=|PC |2-|MC |2=(x +1)2+(y -2)2-4,|PO |2=x 2+y 2,∵|PM |=|PO |,∴(x +1)2+(y -2)2-4=x 2+y 2,整理,得2x -4y +1=0,∴点P 的轨迹方程为2x -4y +1=0.12.已知直线l :4x +3y +10=0,半径为2的圆C 与l 相切,圆心C 在x 轴上且在直线l 的右上方.(1)求圆C 的方程;(2)过点M (1,0)的直线与圆C 交于A ,B 两点(A 在x 轴上方),问在x 轴正半轴上是否存在定点N ,使得x 轴平分∠ANB ?若存在,请求出点N 的坐标;若不存在,请说明理由. 解 (1)设圆心C (a,0)⎝⎛⎭⎫a >-52, 则|4a +10|5=2,解得a =0或a =-5(舍). 所以圆C 的方程为x 2+y 2=4.(2)当直线AB ⊥x 轴时,x 轴平分∠ANB .当直线AB 的斜率存在时,设直线AB 的方程为y =k (x -1),N (t,0),A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),由⎩⎪⎨⎪⎧x 2+y 2=4,y =k (x -1),得(k 2+1)x 2-2k 2x +k 2-4=0, 所以x 1+x 2=2k 2k 2+1,x 1x 2=k 2-4k 2+1. 若x 轴平分∠ANB ,则k AN =-k BN ,即y 1x 1-t +y 2x 2-t=0, 则k (x 1-1)x 1-t +k (x 2-1)x 2-t=0, 即2x 1x 2-(t +1)(x 1+x 2)+2t =0,亦即2(k 2-4)k 2+1-2k 2(t +1)k 2+1+2t =0,解得t =4, 所以当点N 为(4,0)时,能使得∠ANM =∠BNM 总成立.13.在平面直角坐标系xOy 中,点A (0,3),直线l :y =2x -4,设圆C 的半径为1,圆心在直线l 上.若圆C 上存在点M ,使|MA |=2|MO |,则圆心C 的横坐标a 的取值范围是( )A.⎣⎡⎦⎤0,125 B.[0,1] C.⎣⎡⎦⎤1,125 D.⎝⎛⎭⎫0,125 答案 A解析 因为圆心在直线y =2x -4上,所以圆C 的方程为(x -a )2+[y -2(a -2)]2=1.设点M (x ,y ),因为|MA |=2|MO |, 所以x 2+(y -3)2=2x 2+y 2,化简得x 2+y 2+2y -3=0,即x 2+(y +1)2=4,所以点M 在以D (0,-1)为圆心,2为半径的圆上.由题意,点M (x ,y )在圆C 上,所以圆C 与圆D 有公共点,则|2-1|≤|CD |≤2+1,即1≤a 2+(2a -3)2≤3. 由a 2+(2a -3)2≥1,得5a 2-12a +8≥0,解得a ∈R ; 由a 2+(2a -3)2≤3,得5a 2-12a ≤0,解得0≤a ≤125. 所以点C 的横坐标a 的取值范围为⎣⎡⎦⎤0,125,故选A. 14.若⊙O :x 2+y 2=5与⊙O 1:(x -m )2+y 2=20(m ∈R )相交于A ,B 两点,且两圆在点A 处的切线互相垂直,则线段AB 的长是________.答案 4解析 ⊙O 1与⊙O 在A 处的切线互相垂直,如图,可知两切线分别过另一圆的圆心,∴O 1A ⊥OA .又∵|OA |=5,|O 1A |=25,∴|OO 1|=5.又A ,B 关于OO 1所在直线对称,∴AB 长为Rt △OAO 1斜边上的高的2倍,∴|AB |=2×5×255=4.15.若a ,b 是正数,直线2ax +by -2=0被圆x 2+y 2=4截得的弦长为23,则t =a 1+2b 2取得最大值时a 的值为( )A.12B.32C.34D.34答案 D解析 由已知可得圆心(0,0)到直线2ax +by -2=0的距离d =24a 2+b 2, 则直线被圆截得的弦长为24-44a 2+b 2=23, 化简得4a 2+b 2=4.∴t =a 1+2b 2=122·(22a )·1+2b 2 ≤142[(22a )2+(1+2b 2)2] =142(8a 2+2b 2+1)=942,当且仅当⎩⎪⎨⎪⎧8a 2=1+2b 2,4a 2+b 2=4时等号成立,即t 取最大值,此时a =34(舍负值),故选D. 16.曲线y =x 2+4x的一条切线l 与直线y =x ,y 轴围成的三角形记为△OAB ,则△OAB 外接圆面积的最小值为( ) A.82πB.8(3-2)πC.16(2-1)πD.16(2-2)π答案 C解析 y ′=x 2-4x 2,设直线l 与曲线的切点坐标为(x 0,y 0),则直线l 的方程为y -x 20+4x 0=x 20-4x 20·(x -x 0),即y =x 20-4x 20x +8x 0.不妨设直线l 与直线y =x 的交点为A ,与y 轴的交点为B ,可求得A (2x 0,2x 0),B ⎝⎛⎭⎫0,8x 0. ∴|AB |2=4x 20+⎝⎛⎫2x 0-8x 02=8x 20+64x 20-32 ≥32(2-1),当且仅当x 20=22时取等号.由正弦定理可得△OAB 的外接圆的半径R =12·|AB |sin 45°=22|AB |, 则△OAB 外接圆的面积S =πR 2=12π|AB |2≥16(2-1)π, 故选C.。

步步高高三复习用书 第九章 9.8 精品

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§9.8 曲线与方程1.曲线与方程的定义一般地,在直角坐标系中,如果某曲线C (看作点的集合或适合某种条件的点的轨迹)上的点与一个二元方程f (x ,y )=0的实数解建立如下的对应关系:那么,这个方程叫做曲线的方程,这条曲线叫做方程的曲线. 2.求动点的轨迹方程的基本步骤知识拓展1.“曲线C 是方程f (x ,y )=0的曲线”是“曲线C 上的点的坐标都是方程f (x ,y )=0的解”的充分不必要条件.2.曲线的交点与方程组的关系(1)两条曲线交点的坐标是两个曲线方程的公共解,即两个曲线方程组成的方程组的实数解. (2)方程组有几组解,两条曲线就有几个交点;方程组无解,两条曲线就没有交点.题组一 思考辨析1.判断下列结论是否正确(请在括号中打“√”或“×”)(1)f (x 0,y 0)=0是点P (x 0,y 0)在曲线f (x ,y )=0上的充要条件.( √ ) (2)方程x 2+xy =x 的曲线是一个点和一条直线.( × )(3)到两条互相垂直的直线距离相等的点的轨迹方程是x 2=y 2.( × ) (4)方程y =x 与x =y 2表示同一曲线.( × ) (5)动点的轨迹方程和动点的轨迹是一样的.( × ) 题组二 教材改编2.[P37T3]已知点F ⎝⎛⎭⎫14,0,直线l :x =-14,点B 是l 上的动点,若过点B 垂直于y 轴的直线与线段BF 的垂直平分线交于点M ,则点M 的轨迹是( ) A.双曲线 B.椭圆 C.圆 D.抛物线答案 D解析 由已知|MF |=|MB |,根据抛物线的定义知, 点M 的轨迹是以点F 为焦点,直线l 为准线的抛物线.3.[P35例1]曲线C :xy =2上任一点到两坐标轴的距离之积为______. 答案 2解析 在曲线xy =2上任取一点(x 0,y 0),则x 0y 0=2,该点到两坐标轴的距离之积为|x 0||y 0|=|x 0y 0|=2.题组三 易错自纠4.方程(2x +3y -1)(x -3-1)=0表示的曲线是( ) A.两条直线 B.两条射线C.两条线段D.一条直线和一条射线答案 D解析 原方程可化为⎩⎪⎨⎪⎧2x +3y -1=0,x -3≥0或x -3-1=0,即2x +3y -1=0(x ≥3)或x =4,故原方程表示的曲线是一条射线和一条直线.5.已知M (-1,0),N (1,0),|PM |-|PN |=2,则动点P 的轨迹是( ) A.双曲线 B.双曲线左支 C.一条射线 D.双曲线右支答案 C解析 由于|PM |-|PN |=|MN |,所以D 不正确,应为以N 为端点,沿x 轴正向的一条射线.6.(2008·浙江)如图所示,AB 是平面α的斜线段,A 为斜足.若点P 在平面α内运动,使得△ABP 的面积为定值,则动点P 的轨迹是( ) A.圆 B.椭圆C.一条直线D.两条平行直线 答案 B解析 由题意可知P 点在空间中的轨迹应是以AB 为旋转轴的圆柱面,又P 点在平面α内,所以P 点的轨迹应是该圆柱面被平面α所截出的椭圆.题型一 定义法求轨迹1.一动圆与圆O :x 2+y 2=1外切,与圆C :x 2+y 2-6x +8=0内切,那么动圆的圆心的轨迹是( )A.双曲线的一支B.椭圆C.抛物线D.圆答案 A解析 圆C 的方程可化为(x -3)2+y 2=1,则圆心为C (3,0),半径为1.设动圆的圆心为P (x ,y ),动圆的半径为r ,则有|PO |=r +1,且|PC |=r -1, 从而有|PO |-|PC |=2<|OC |=3,故选A.2.(2017·温州十校联考)点P 为直线y =34x 上任一点,F 1(-5,0),F 2(5,0),则下列结论正确的是( )A.||PF 1|-|PF 2||>8B.||PF 1|-|PF 2||=8C.||PF 1|-|PF 2||<8D.以上都有可能 答案 C解析 若||PF 1|-|PF 2||=8,则点P 的轨迹是以F 1(-5,0),F 2(5,0)为焦点的双曲线,其方程为x 216-y 29=1.因为直线y =34x 是该双曲线的一条渐近线,整条直线在双曲线的外面,因此有||PF 1|-|PF 2||<8.3.如图,定点A∈α,定点B∈α,定点P∉α,PB⊥α,C是α内异于A和B的动点,且PC⊥AC.那么,动点C在平面α内的轨迹是()A.一条线段,但要去掉两个点B.一个圆,但要去掉两个点C.一个椭圆,但要去掉两个点D.半圆,但要去掉两个点答案 B解析连接BC,∵AC⊥PC,AC⊥PB,PC∩PB=P,PC,PB⊂平面PBC,∴AC⊥平面PBC,∴BC⊥AC,点C的轨迹是以AB为直径的圆,但C与A,B不重合,∴点C在平面α内的轨迹是一个圆,但要去掉两个点.思维升华应用定义法求轨迹的关键在于由已知条件推出关于动点的等量关系式,由等量关系结合曲线定义判断是何种曲线.题型二直接法求轨迹方程典例已知动圆过定点A(4,0),且在y轴上截得弦MN的长为8.(1)求动圆圆心的轨迹C的方程;(2)已知点B(-1,0),设不垂直于x轴的直线l与轨迹C交于不同的两点P,Q,若x轴是∠PBQ 的角平分线,证明:直线l过定点.(1)解如图,设动圆圆心为O1(x,y),由题意,知|O1A|=|O1M|,当O1不在y轴上时,过O1作O1H⊥MN交MN于H,则H是MN的中点,∴|O1M|=x2+42.又|O1A|=(x-4)2+y2,∴(x-4)2+y2=x2+42,化简得y2=8x(x≠0).又当O1在y轴上时,O1与O重合,点O1的坐标(0,0)也满足方程y2=8x,∴动圆圆心的轨迹C的方程为y2=8x.(2)证明由题意,设直线l的方程为y=kx+b(k≠0),P(x1,y1),Q(x2,y2),将y =kx +b 代入y 2=8x , 得k 2x 2+(2bk -8)x +b 2=0, 其中Δ=-32kb +64>0.由根与系数的关系,得x 1+x 2=8-2bkk 2,① x 1x 2=b 2k2.②∵x 轴是∠PBQ 的角平分线,∴y 1x 1+1=-y 2x 2+1,即y 1(x 2+1)+y 2(x 1+1)=0,∴(kx 1+b )(x 2+1)+(kx 2+b )(x 1+1)=0, 整理得2kx 1x 2+(b +k )(x 1+x 2)+2b =0, ③将①②代入到③中并化简得8(b +k )=0,∴k =-b ,此时Δ>0,∴直线l 的方程为y =k (x -1), 即直线l 过定点(1,0).思维升华 直接法求轨迹方程时最关键的就是把几何条件或等量关系翻译为代数方程,要注意翻译的等价性.通常将步骤简记为建系设点、列式、代换、化简、证明这五个步骤,但最后的证明可以省略,求出轨迹的方程后还需注意检验方程的纯粹性和完备性. 跟踪训练 已知椭圆C :x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0)的一个焦点为(5,0),离心率为53.(1)求椭圆C 的标准方程;(2)若动点P (x 0,y 0)为椭圆C 外一点,且点P 到椭圆C 的两条切线相互垂直,求点P 的轨迹方程.解 (1)由题意,得c =5,e =c a =53,因此a =3,b 2=a 2-c 2=4, 故椭圆C 的标准方程是x 29+y 24=1.(2)若两切线的斜率均存在,设过点P (x 0,y 0)的切线方程是y =k (x -x 0)+y 0, 则由⎩⎪⎨⎪⎧y =k (x -x 0)+y 0,x 29+y 24=1,得x 29+[k (x -x 0)+y 0]24=1, 即(9k 2+4)x 2+18k (y 0-kx 0)x +9[(y 0-kx 0)2-4]=0, Δ=[18k (y 0-kx 0)]2-36(9k 2+4)[(y 0-kx 0)2-4]=0,整理得(x 20-9)k 2-2x 0y 0k +y 20-4=0.又所引的两条切线相互垂直, 设两切线的斜率分别为k 1,k 2, 于是有k 1k 2=-1,即y 20-4x 20-9=-1,即x 20+y 20=13(x 0≠±3). 若两切线中有一条斜率不存在,则易得⎩⎪⎨⎪⎧ x 0=3,y 0=2或⎩⎪⎨⎪⎧ x 0=-3,y 0=2或⎩⎪⎨⎪⎧x 0=3,y 0=-2或⎩⎪⎨⎪⎧x 0=-3,y 0=-2, 经检验知均满足x 20+y 20=13.因此,动点P (x 0,y 0)的轨迹方程是x 2+y 2=13. 题型三 相关点法求轨迹方程典例 (2017·丽水调研)如图所示,抛物线E :y 2=2px (p >0)与圆O :x 2+y 2=8相交于A ,B 两点,且点A 的横坐标为2.过劣弧AB 上动点P (x 0,y 0)作圆O 的切线交抛物线E 于C ,D 两点,分别以C ,D 为切点作抛物线E 的切线l 1,l 2,l 1与l 2相交于点M .(1)求p 的值;(2)求动点M 的轨迹方程.解 (1)由点A 的横坐标为2,可得点A 的坐标为(2,2), 代入y 2=2px ,解得p =1. (2)由(1)知抛物线E :y 2=2x .设C ⎝⎛⎭⎫y 212,y 1,D ⎝⎛⎭⎫y 222,y 2,y 1≠0,y 2≠0,切线l 1的斜率为k ,则切线l 1:y -y 1=k ⎝⎛⎭⎫x -y 212,代入y 2=2x ,得ky 2-2y +2y 1-ky 21=0,由Δ=0,解得k =1y 1, ∴l 1的方程为y =1y 1x +y 12,同理l 2的方程为y =1y 2x +y 22.联立,得⎩⎨⎧y =1y 1x +y 12,y =1y 2x +y22,解得⎩⎨⎧x =y 1·y 22,y =y 1+y22.易知CD 的方程为x 0x +y 0y =8,其中x 0,y 0满足x 20+y 20=8,x 0∈[2,22],由⎩⎪⎨⎪⎧y 2=2x ,x 0x +y 0y =8,得x 0y 2+2y 0y -16=0, 则⎩⎨⎧ y 1+y 2=-2y 0x 0,y 1·y 2=-16x,代入⎩⎨⎧x =y 1·y 22,y =y 1+y22,可得M (x ,y )满足⎩⎨⎧x =-8x 0,y =-y0x 0,可得⎩⎨⎧x 0=-8x,y 0=8yx ,代入x 20+y 20=8,并化简,得x 28-y 2=1,考虑到x 0∈[2,22],知x ∈[-4,-22],∴动点M 的轨迹方程为x 28-y 2=1,x ∈[-4,-22].思维升华 相关点法的基本步骤(1)设点:设被动点坐标为(x ,y ),主动点坐标为(x 1,y 1). (2)求关系式:求出两个动点坐标之间的关系式⎩⎪⎨⎪⎧x 1=f (x ,y ),y 1=g (x ,y ). (3)代换:将上述关系式代入已知曲线方程,便可得到所求动点的轨迹方程.跟踪训练 如图,动圆C 1:x 2+y 2=t 2,1<t <3与椭圆C 2:x 29+y 2=1相交于A ,B ,C ,D 四点.点A 1,A 2分别为C 2的左、右顶点,求直线AA 1与直线A 2B 交点M 的轨迹方程.解 由椭圆C 2:x 29+y 2=1,知A 1(-3,0),A 2(3,0).设点A 的坐标为(x 0,y 0),由曲线的对称性, 得B (x 0,-y 0),设点M 的坐标为(x ,y ),直线AA 1的方程为y =y 0x 0+3(x +3).① 直线A 2B 的方程为y =-y 0x 0-3(x -3).② 由①②相乘得y 2=-y 20x 20-9(x 2-9).③ 又点A (x 0,y 0)在椭圆C 2上,故y 20=1-x 209.④将④代入③得x 29-y 2=1(x <-3,y <0).因此点M 的轨迹方程为x 29-y 2=1(x <-3,y <0).分类讨论思想在曲线方程中的应用典例 (15分)已知抛物线y 2=2px 经过点M (2,-22),椭圆x 2a 2+y 2b2=1的右焦点恰为抛物线的焦点,且椭圆的离心率为12.(1)求抛物线与椭圆的方程;(2)若P 为椭圆上一个动点,Q 为过点P 且垂直于x 轴的直线上的一点,|OP ||OQ |=λ(λ≠0),试求Q 的轨迹.思想方法指导 (1)由含参数的方程讨论曲线类型时,关键是确定分类标准,一般情况下,根据x 2,y 2的系数与0的关系及两者之间的大小关系进行分类讨论. (2)等价变换是解题的关键:即必须分三种情况讨论轨迹方程. (3)区分求轨迹方程与求轨迹问题. 规范解答解 (1)因为抛物线y 2=2px 经过点M (2,-22), 所以(-22)2=4p ,解得p =2. 所以抛物线的方程为y 2=4x ,其焦点为F (1,0),即椭圆的右焦点为F (1,0),得c =1. 又椭圆的离心率为12,所以a =2,可得b 2=4-1=3, 故椭圆的方程为x 24+y 23=1.[5分](2)设Q (x ,y ),其中x ∈[-2,2], 设P (x ,y 0),因为P 为椭圆上一点,所以x 24+y 23=1,解得y 20=3-34x 2. 由|OP ||OQ |=λ可得|OP |2|OQ |2=λ2, 故x 2+3-34x 2x 2+y2=λ2,得⎝⎛⎭⎫λ2-14x 2+λ2y 2=3,x ∈[-2,2]. [8分]当λ2=14,即λ=12时,得y 2=12,点Q 的轨迹方程为y =±23,x ∈[-2,2], 此轨迹是两条平行于x 轴的线段; [10分]当λ2<14,即0<λ<12时,得到x 23λ2-14+y 23λ2=1,此轨迹表示实轴为y 轴的双曲线满足x ∈[-2,2]的部分; [13分]当λ2>14,即λ>12时,得到x 23λ2-14+y 23λ2=1.此轨迹表示长轴在x 轴上的椭圆满足x ∈[-2,2]的部分. [15分]1.若方程x 2+y 2a=1(a 是常数),则下列结论正确的是( )A.任意实数a 方程表示椭圆B.存在实数a 方程表示椭圆C.任意实数a 方程表示双曲线D.存在实数a 方程表示抛物线 答案 B解析 当a >0且a ≠1时,方程表示椭圆,故选B.2.设点A 为圆(x -1)2+y 2=1上的动点,P A 是圆的切线,且|P A |=1,则点P 的轨迹方程是( ) A.y 2=2x B.(x -1)2+y 2=4 C.y 2=-2x D.(x -1)2+y 2=2答案 D解析 如图,设P (x ,y ),圆心为M (1,0),连接MA , 则MA ⊥P A ,且|MA |=1, 又∵|P A |=1,∴|PM |=|MA |2+|P A |2=2, 即|PM |2=2,∴(x -1)2+y 2=2.3.在平面直角坐标系中,已知两点A (3,1),B (-1,3),若点C 满足OC →=λ1OA →+λ2OB →(O 为原点),其中λ1,λ2∈R ,且λ1+λ2=1,则点C 的轨迹是( ) A.直线 B.椭圆 C.圆 D.双曲线 答案 A解析 设C (x ,y ),则OC →=(x ,y ),OA →=(3,1),OB →=(-1,3),∵OC →=λ1OA →+λ2OB →,∴⎩⎪⎨⎪⎧x =3λ1-λ2,y =λ1+3λ2,又λ1+λ2=1,∴化简得x +2y -5=0,表示一条直线.4.(2017·嘉兴质检)设定点M 1(0,-3),M 2(0,3),动点P 满足条件|PM 1|+|PM 2|=a +9a (其中a是正数),则点P 的轨迹是( ) A.椭圆 B.线段 C.椭圆或线段 D.不存在答案 C解析 ∵a 是正数,∴a +9a ≥29=6,当且仅当a =3时“=”成立.当|PM 1|+|PM 2|=6时,点P 的轨迹是线段M 1M 2; 当|PM 1|+|PM 2|>6时,点P 的轨迹是椭圆,故选C.5.已知点P 是直线2x -y +3=0上的一个动点,定点M (-1,2),Q 是线段PM 延长线上的一点,且|PM |=|MQ |,则Q 点的轨迹方程是( ) A.2x +y +1=0 B.2x -y -5=0 C.2x -y -1=0 D.2x -y +5=0 答案 D解析 由题意知,M 为PQ 中点,设Q (x ,y ),则P 为(-2-x,4-y ),代入2x -y +3=0,得2x -y +5=0.6.(2015·浙江)如图,斜线段AB 与平面α所成的角为60°,B 为斜足,平面α上的动点P 满足∠P AB =30°,则点P 的轨迹是( )A.直线B.抛物线C.椭圆D.双曲线的一支答案 C解析 本题可构造如图圆锥.母线与中轴线夹角为30°,然后用平面α去截,使直线AB 与平面α的夹角为60°,则截口为P 的轨迹图形,由圆锥曲线的定义可知,P 的轨迹为椭圆.故选C.7.已知两定点A (-2,0),B (1,0),如果动点P 满足|P A |=2|PB |,则点P 的轨迹所包围的图形的面积为________.答案 4π解析 设P (x ,y ),由|P A |=2|PB |, 得(x +2)2+y 2=2(x -1)2+y 2,∴3x 2+3y 2-12x =0,即x 2+y 2-4x =0.∴P 的轨迹为以(2,0)为圆心,2为半径的圆.即轨迹所包围的图形的面积等于4π.8.在△ABC 中,|BC →|=4,△ABC 的内切圆切BC 于D 点,且|BD →|-|CD →|=22,则顶点A 的轨迹方程为____________.答案 x 22-y 22=1(x >2) 解析 以BC 的中点为原点,中垂线为y 轴,建立如图所示的平面直角坐标系,E ,F 分别为两个切点,则|BE |=|BD |,|CD |=|CF |,|AE |=|AF |.∴|AB |-|AC |=22<4=|BC |,∴点A 的轨迹为以B ,C 为焦点的双曲线的右支(y ≠0),且a =2,c =2,∴b =2,∴轨迹方程为x 22-y 22=1(x >2). 9.已知△ABC 的顶点A ,B 的坐标分别为(-4,0),(4,0),C 为动点,且满足sin B +sin A =54sin C ,则C 点的轨迹方程为________________.答案 x 225+y 29=1(x ≠±5) 解析 由sin B +sin A =54sin C 可知b +a =54c =10, 则|AC |+|BC |=10>8=|AB |,∴满足椭圆定义.令椭圆方程为x 2a ′2+y 2b ′2=1, 则a ′=5,c ′=4,b ′=3,则轨迹方程为x 225+y 29=1(x ≠±5).10.如图,P 是椭圆x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0)上的任意一点,F 1,F 2是它的两个焦点,O 为坐标原点,且OQ →=PF 1→+PF 2→,则动点Q 的轨迹方程是________.答案 x 24a 2+y 24b 2=1 解析 由于OQ →=PF 1→+PF 2→,又PF 1→+PF 2→=PM →=2PO →=-2OP →,设Q (x ,y ),则OP →=-12OQ →=⎝⎛⎭⎫-x 2,-y 2, 即P 点坐标为⎝⎛⎭⎫-x 2,-y 2,又P 在椭圆上, 则有⎝⎛⎭⎫-x 22a 2+⎝⎛⎭⎫-y 22b 2=1,即x 24a 2+y 24b 2=1.11.(2017·丽水模拟)已知点C (1,0),点A ,B 是⊙O :x 2+y 2=9上任意两个不同的点,且满足AC →·BC →=0,设P 为弦AB 的中点.(1)求点P 的轨迹T 的方程;(2)试探究在轨迹T 上是否存在这样的点:它到直线x =-1的距离恰好等于到点C 的距离?若存在,求出点的坐标;若不存在,请说明理由.解 (1)连接CP ,OP ,由AC →·BC →=0,知AC ⊥BC ,∴|CP |=|AP |=|BP |=12|AB |, 由垂径定理知,|OP |2+|AP |2=|OA |2,即|OP |2+|CP |2=9,设点P (x ,y ),则(x 2+y 2)+[(x -1)2+y 2]=9,化简,得x 2-x +y 2=4.(2)存在.根据抛物线的定义,到直线x =-1的距离等于到点C (1,0)的距离的点都在抛物线y 2=2px (p >0)上,其中p 2=1.∴p =2,故抛物线方程为y 2=4x ,由方程组⎩⎪⎨⎪⎧ y 2=4x ,x 2-x +y 2=4,得x 2+3x -4=0,解得x =1或x =-4.由x ≥0,故取x =1,此时y =±2.故满足条件的点存在,其坐标为(1,-2)和(1,2).12.如图,P 是圆x 2+y 2=4上的动点,点P 在x 轴上的射影是点D ,点M 满足DM →=12DP →.(1)求动点M 的轨迹C 的方程,并说明轨迹是什么图形;(2)过点N (3,0)的直线l 与动点M 的轨迹C 交于不同的两点A ,B ,求以OA ,OB 为邻边的平行四边形OAEB 的顶点E 的轨迹方程.解 (1)设M (x ,y ),则D (x,0),由DM →=12DP →知P (x,2y ),∵点P 在圆x 2+y 2=4上,∴x 2+4y 2=4,故动点M 的轨迹C 的方程为x 24+y 2=1,且轨迹C 为椭圆.(2)设E (x ,y ),由题意知l 的斜率存在,设l :y =k (x -3),代入x 24+y 2=1,得(1+4k 2)x 2-24k 2x +36k 2-4=0,(*)设A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),则x 1+x 2=24k 21+4k 2,∴y 1+y 2=k (x 1-3)+k (x 2-3)=k (x 1+x 2)-6k =24k 31+4k 2-6k =-6k1+4k 2.∵四边形OAEB 为平行四边形,∴OE →=OA →+OB →=(x 1+x 2,y 1+y 2)=⎝ ⎛⎭⎪⎫24k21+4k 2,-6k1+4k 2,又OE →=(x ,y ),∴⎩⎪⎨⎪⎧ x =24k 21+4k 2,y =-6k 1+4k 2,消去k ,得x 2+4y 2-6x =0,由(*)中Δ=(-24k 2)2-4(1+4k 2)(36k 2-4)>0,得k 2<15,∴0<x <83. ∴顶点E 的轨迹方程为x 2+4y 2-6x =0⎝⎛⎭⎫0<x <83.13.若曲线C 上存在点M ,使M 到平面内两点A (-5,0),B (5,0)距离之差的绝对值为8,则称曲线C 为“好曲线”.以下曲线不是“好曲线”的是( )A.x +y =5B.x 2+y 2=9C.x 225+y 29=1 D.x 2=16y答案 B解析 ∵M 到平面内两点A (-5,0),B (5,0)距离之差的绝对值为8,∴M 的轨迹是以A (-5,0),B (5,0)为焦点的双曲线,方程为x 216-y 29=1. A 项,直线x +y =5过点(5,0),故直线与M 的轨迹有交点,满足题意;B 项,x 2+y 2=9的圆心为(0,0),半径为3,与M 的轨迹没有交点,不满足题意;C 项,x 225+y 29=1的右顶点为(5,0),故椭圆x 225+y 29=1与M 的轨迹有交点,满足题意; D 项,方程代入x 216-y 29=1,可得y -y 29=1,即y 2-9y +9=0,∴Δ>0,满足题意. 14.已知圆的方程为x 2+y 2=4,若抛物线过点A (-1,0),B (1,0)且以圆的切线为准线,则抛物线焦点的轨迹方程是________________.答案 x 24+y 23=1(y ≠0) 解析 设抛物线的焦点为F ,过A ,B ,O 作准线的垂线AA 1,BB 1,OO 1,则|AA 1|+|BB 1|=2|OO 1|=4,由抛物线定义得|AA 1|+|BB 1|=|F A |+|FB |,∴|F A |+|FB |=4>2=|AB |,故F 点的轨迹是以A ,B 为焦点,长轴长为4的椭圆(去掉长轴两端点).15.(2017·台州调研)在△ABC 中,已知A (2,0),B (-2,0),G ,M 为平面上的两点且满足GA →+GB →+GC →=0,|MA →|=|MB →|=|MC →|,GM →∥AB →,则顶点C 的轨迹为( )A.焦点在x 轴上的椭圆(长轴端点除外)B.焦点在y 轴上的椭圆(短轴端点除外)C.焦点在x 轴上的双曲线(实轴端点除外)D.焦点在x 轴上的抛物线(顶点除外)答案 B解析 设C (x ,y )(y ≠0),则由GA →+GB →+GC →=0,即G 为△ABC 的重心,得G ⎝⎛⎭⎫x 3,y 3.又|MA →|=|MB →|=|MC →|,即M 为△ABC 的外心,所以点M 在y 轴上,又GM →∥AB →,则有M ⎝⎛⎭⎫0,y 3. 由|MC →|=|MA →|,所以x 2+⎝⎛⎭⎫y -y 32=4+y 29, 化简得x 24+y 212=1,y ≠0. 所以顶点C 的轨迹为焦点在y 轴上的椭圆(除去短轴端点).16.曲线C 是平面内与两个定点F 1(-1,0)和F 2(1,0)的距离的积等于常数a 2(a >1)的点的轨迹.给出下列三个结论:①曲线C 过坐标原点;②曲线C 关于坐标原点对称;③若点P 在曲线C 上,则△F 1PF 2的面积不大于12a 2. 其中,所有正确结论的序号是________.答案 ②③解析 因为原点O 到两个定点F 1(-1,0),F 2(1,0)的距离的积是1,又a >1,所以曲线C 不过原点,即①错误;因为F 1(-1,0),F 2(1,0)关于原点对称,所以|PF 1|·|PF 2|=a 2对应的轨迹关于原点对称,即②正确;因为12F PF S =12|PF 1|·|PF 2|sin ∠F 1PF 2 ≤12|PF 1||PF 2|=12a 2, 即△F 1PF 2的面积不大于12a 2,即③正确.。

步步高高三复习用书 第九章 9.6 精品

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§9.6双曲线1.双曲线定义平面内与两个定点F1,F2的距离的差的绝对值等于常数(小于|F1F2|)的点的轨迹叫做双曲线.这两个定点叫做双曲线的焦点,两焦点间的距离叫做双曲线的焦距.集合P={M|||MF1|-|MF2||=2a},|F1F2|=2c,其中a,c为常数且a>0,c>0.(1)当2a<|F1F2|时,P点的轨迹是双曲线;(2)当2a=|F1F2|时,P点的轨迹是两条射线;(3)当2a>|F1F2|时,P点不存在.2.双曲线的标准方程和几何性质知识拓展 巧设双曲线方程(1)与双曲线x 2a 2-y 2b 2=1(a >0,b >0)有共同渐近线的方程可表示为x 2a 2-y 2b 2=t (t ≠0).(2)过已知两个点的双曲线方程可设为x 2m +y 2n=1(mn <0).题组一 思考辨析1.判断下列结论是否正确(请在括号中打“√”或“×”)(1)平面内到点F 1(0,4),F 2(0,-4)距离之差的绝对值等于8的点的轨迹是双曲线.( × ) (2)方程x 2m -y 2n=1(mn >0)表示焦点在x 轴上的双曲线.( × )(3)双曲线方程x 2m 2-y 2n 2=λ(m >0,n >0,λ≠0)的渐近线方程是x 2m 2-y 2n 2=0,即x m ±yn =0.( √ )(4)等轴双曲线的渐近线互相垂直,离心率等于 2.( √ )(5)若双曲线x 2a 2-y 2b 2=1(a >0,b >0)与x 2b 2-y 2a 2=1(a >0,b >0)的离心率分别是e 1,e 2,则1e 21+1e 22=1(此条件中两条双曲线称为共轭双曲线).( √ ) 题组二 教材改编2.[P61T1]若双曲线x 2a 2-y 2b 2=1(a >0,b >0)的焦点到其渐近线的距离等于实轴长,则该双曲线的离心率为( ) A. 5 B.5 C. 2 D.2答案 A解析 由题意知焦点到其渐近线的距离等于实轴长,双曲线的渐近线方程为x a ±yb =0,即bx ±ay=0,∴2a =bca 2+b 2=b .又a 2+b 2=c 2,∴5a 2=c 2. ∴e 2=c 2a2=5,∴e = 5.3.[P62A 组T6]经过点A (3,-1),且对称轴都在坐标轴上的等轴双曲线方程为________. 答案 x 28-y 28=1解析 设双曲线的方程为x 2a 2-y 2a 2=±1(a >0),把点A (3,-1)代入,得a 2=8(舍负), 故所求方程为x 28-y 28=1.题组三 易错自纠4.已知方程x 2m 2+n -y 23m 2-n =1表示双曲线,且该双曲线两焦点间的距离为4,则n 的取值范围是( ) A.(-1,3) B.(-1,3) C.(0,3) D.(0,3)答案 A解析 ∵方程x 2m 2+n -y 23m 2-n =1表示双曲线,∴(m 2+n )·(3m 2-n )>0,解得-m 2<n <3m 2,由双曲线性质,知c 2=(m 2+n )+(3m 2-n )=4m 2(其中c 是半焦距),∴焦距2c =2×2|m |=4,解得|m |=1,∴-1<n <3,故选A.5.若双曲线x 2a 2-y 2b 2=1(a >0,b >0)的一条渐近线经过点(3,-4),则此双曲线的离心率为( )A.73 B.54 C.43 D.53答案 D解析 由条件知y =-b a x 过点(3,-4),∴3ba =4,即3b =4a ,∴9b 2=16a 2,∴9c 2-9a 2=16a 2, ∴25a 2=9c 2,∴e =53,故选D.6.(2017·金华十校期末考试)已知双曲线x 29-y 2m =1的一个焦点在直线x +y =5上,则m =________,双曲线的渐近线方程为________. 答案 16 y =±43x解析 根据题意,双曲线的方程为x 29-y 2m =1,则其焦点在x 轴上,直线x +y =5与x 轴交点的坐标为(5,0),则双曲线的焦点坐标为(5,0),则有9+m =25,解得m =16,则双曲线的渐近线方程为y =±43x .题型一 双曲线的定义及标准方程命题点1 利用定义求轨迹方程典例 (2018届金华东阳中学期中)△ABC 的顶点为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.x 29-y 216=1 B.x 216-y 29=1 C.x 29-y 216=1(x >3) D.x 216-y 29=1(x >4) 答案 C解析 由条件可得,圆与x 轴的切点为T (3,0),由相切的性质得|CA |-|CB |=|TA |-|TB |=8-2=6,因此点C 在以A ,B 为焦点的双曲线的右支上, ∵2a =6,2c =10, ∴a =3,b =4,故顶点C 的轨迹方程是x 29-y 216=1(x >3).命题点2 利用定义解决焦点三角形问题典例 已知F 1,F 2为双曲线C :x 2-y 2=2的左、右焦点,点P 在C 上,|PF 1|=2|PF 2|,则cos ∠F 1PF 2=________. 答案 34解析 由双曲线的定义得 |PF 1|-|PF 2|=|PF 2|=2a =22, ∴|PF 1|=2|PF 2|=42,则cos ∠F 1PF 2=|PF 1|2+|PF 2|2-|F 1F 2|22|PF 1|·|PF 2|=(42)2+(22)2-422×42×22=34.引申探究1.本例中,若将条件“|PF 1|=2|PF 2|”改为“∠F 1PF 2=60°”,则△F 1PF 2的面积是多少? 解 不妨设点P 在双曲线的右支上, 则|PF 1|-|PF 2|=2a =22, 在△F 1PF 2中,由余弦定理,得 cos ∠F 1PF 2=|PF 1|2+|PF 2|2-|F 1F 2|22|PF 1|·|PF 2|=12,∴|PF 1|·|PF 2|=8, ∴12F PF S=12|PF 1|·|PF 2|·sin 60°=2 3. 2.本例中,若将条件“|PF 1|=2|PF 2|”改为“PF 1→·PF 2→=0”,则△F 1PF 2的面积是多少? 解 不妨设点P 在双曲线的右支上, 则|PF 1|-|PF 2|=2a =22, ∵PF 1→·PF 2→=0,∴PF 1→⊥PF 2→,∴在△F 1PF 2中,有|PF 1|2+|PF 2|2=|F 1F 2|2, 即|PF 1|2+|PF 2|2=16, ∴|PF 1|·|PF 2|=4, ∴12F PF S=12|PF 1|·|PF 2|=2. 思维升华 (1)可以根据双曲线的定义判断点的轨迹,要特别注意定义中的条件. (2)在“焦点三角形”中,结合||PF 1|-|PF 2||=2a 和余弦定理建立与|PF 1|·|PF 2|的联系. 跟踪训练 (1)设椭圆C 1的离心率为513,焦点在x 轴上且长轴长为26,若曲线C 2上的点到椭圆C 1的两个焦点的距离的差的绝对值等于8,则曲线C 2的标准方程为________________. 答案 x 216-y 29=1解析 由题意知椭圆C 1的焦点坐标为F 1(-5,0),F 2(5,0),设曲线C 2上的一点P , 则||PF 1|-|PF 2||=8.由双曲线的定义知,a =4,b =3. 故曲线C 2的标准方程为x 242-y 232=1.即x 216-y 29=1. (2)设F 1,F 2分别是双曲线x 2-y 29=1的左、右焦点.若点P 在双曲线上,且PF 1→·PF 2→=0,则|PF 1→+PF 2→|等于( )A.10B.210C. 5D.2 5答案 B解析 根据题意,F 1,F 2分别是双曲线x 2-y 29=1的左、右焦点.∵点P 在双曲线上,且PF 1→·PF 2→=0, 根据直角三角形斜边中线是斜边的一半, ∴|PF 1→+PF 2→|=2|PO →|=|F 1F 2→|=210. 题型二 求双曲线方程根据下列条件,求双曲线的标准方程: (1)虚轴长为12,离心率为54;(2)焦距为26,且经过点M (0,12); (3)经过两点P (-3,27)和Q (-62,-7). 解 (1)设双曲线的标准方程为 x 2a 2-y 2b 2=1或y 2a 2-x 2b 2=1(a >0,b >0). 由题意知,2b =12,e =c a =54,∴b =6,c =10,a =8.∴双曲线的标准方程为x 264-y 236=1或y 264-x 236=1.(2)∵双曲线经过点M (0,12),∴M (0,12)为双曲线的一个顶点,故焦点在y 轴上,且a =12. 又2c =26,∴c =13, ∴b 2=c 2-a 2=25.∴双曲线的标准方程为y 2144-x 225=1.(3)设双曲线方程为mx 2-ny 2=1(mn >0).∴⎩⎪⎨⎪⎧9m -28n =1,72m -49n =1,解得⎩⎨⎧m =-175,n =-125.∴双曲线的标准方程为y 225-x 275=1.思维升华 (1)待定系数法求双曲线方程要“先定型,再定量”(先确定标准方程的形式,再列方程求解).(2)如果已知双曲线的渐近线方程,可设有公共渐近线的双曲线方程为x 2a 2-y 2b 2=λ(λ≠0),再由条件求出λ的值即可. 题型三 双曲线的几何性质典例 (1)已知F 1,F 2是双曲线C :x 2a 2-y 2b 2=1(a >0,b >0)的两个焦点,P 是C 上一点,若|PF 1|+|PF 2|=6a ,且△PF 1F 2最小内角的大小为30°,则双曲线C 的渐近线方程是( ) A.2x ±y =0 B.x ±2y =0 C.x ±2y =0 D.2x ±y =0答案 A解析 由题意,不妨设|PF 1|>|PF 2|,则根据双曲线的定义得,|PF 1|-|PF 2|=2a ,又|PF 1|+|PF 2|=6a ,解得|PF 1|=4a ,|PF 2|=2a .在△PF 1F 2中,|F 1F 2|=2c ,而c >a ,所以有|PF 2|<|F 1F 2|,所以∠PF 1F 2=30°,所以(2a )2=(2c )2+(4a )2-2·2c ·4a cos 30°, 得c =3a ,所以b =c 2-a 2=2a . 所以双曲线的渐近线方程为y =±ba x =±2x ,即2x ±y =0.(2)(2018届浙江镇海中学期中)已知O ,F 分别为双曲线E :x 2a 2-y 2b 2=1(a >0,b >0)的中心和右焦点,点G ,M 分别在E 的渐近线和右支上,FG ⊥OG ,GM ∥x 轴,且|OM |=|OF |,则E 的离心率为( ) A.52 B.62 C.72D. 2答案 D解析 设M (m ,n )(m >0),则G ⎝⎛⎭⎫an b ,n , ∵FG ⊥OG ,∴n an b-c ·b a =-1,∴n =ab c ,又m 2a 2-n 2b 2=1,∴m 2=a 2c 2+a 4c 2, ∵|OM |=|OF |,∴a 2c 2+a 4c 2+a 2b 2c 2=c 2,∴2a 2=c 2,∴e =ca= 2.(3)(2018届金华东阳中学期中考试)连接双曲线x 2a 2-y 2b 2=1与y 2b 2-x 2a 2=1的四个顶点的四边形面积为S 1,连接四个焦点的四边形面积为S 2,则S 1S 2的最大值是( )A.2B.4C.12D.14答案 C解析 设双曲线x 2a 2-y 2b 2=1的右顶点为A ,其坐标是(a,0),右焦点为C ,坐标为()a 2+b 2,0;设双曲线y 2b 2-x 2a 2=1的上顶点为B ,其坐标是(0,b ),上焦点为D ,坐标为()0,a 2+b 2,O为坐标原点,则S 1=4S △OAB =2ab ,S 2=4S OCD =2(a 2+b 2),∴S 1S 2=ab a 2+b 2≤ab 2ab =12,当且仅当a =b 时取等号.思维升华 双曲线的几何性质中重点是渐近线方程和离心率,在双曲线x 2a 2-y 2b 2=1(a >0,b >0)中,离心率e 与双曲线的渐近线的斜率k =±ba满足关系式e 2=1+k 2.跟踪训练 (1)已知F 1,F 2是双曲线E :x 2a 2-y 2b 2=1的左、右焦点,点M 在E 上,MF 1与x 轴垂直,sin ∠MF 2F 1=13,则E 的离心率为( )A. 2B.32 C.3 D.2答案 A解析 离心率e =|F 1F 2||MF 2|-|MF 1|,由正弦定理得e =|F 1F 2||MF 2|-|MF 1|=sin ∠F 1MF 2sin ∠MF 1F 2-sin ∠MF 2F 1=2231-13=2,故选A.(2)(2014·浙江)设直线x -3y +m =0(m ≠0)与双曲线x 2a 2-y 2b 2=1(a >0,b >0)的两条渐近线分别交于点A ,B .若点P (m,0)满足|P A |=|PB |,则该双曲线的离心率是________. 答案52解析 双曲线x 2a 2-y 2b 2=1的渐近线方程为y =±ba x .由⎩⎪⎨⎪⎧ y =b a x ,x -3y +m =0 得A ⎝⎛⎭⎫am 3b -a ,bm 3b -a , 由⎩⎪⎨⎪⎧y =-b a x ,x -3y +m =0得B ⎝ ⎛⎭⎪⎫-am a +3b ,bm a +3b , 所以AB 的中点C 的坐标为⎝⎛⎭⎫a 2m 9b 2-a 2,3b 2m 9b 2-a 2.设直线l :x -3y +m =0(m ≠0), 因为|P A |=|PB |,所以PC ⊥l , 所以k PC =-3,化简得a 2=4b 2. 在双曲线中,c 2=a 2+b 2=5b 2, 所以e =c a =52.(3)已知双曲线x 2-y 2m=1(m >0)的左、右焦点分别为F 1,F 2,渐近线为l 1,l 2,过点F 2且与l 1平行的直线交l 2于M ,若F 1M →·F 2M →=0,则m 的值为________. 答案 3解析 由双曲线x 2-y 2m=1知,过点F 2且与l 1平行的直线方程为y =m (x -1+m ),由⎩⎨⎧y =-mx ,y =m (x -1+m ),得 M ⎝⎛⎭⎪⎫1+m 2,-m 1+m 2,所以F 1M →=⎝ ⎛⎭⎪⎫31+m 2,-m 1+m 2,F 2M →=⎝ ⎛⎭⎪⎫-1+m 2,-m 1+m 2, 因为F 1M →·F 2M →=0,所以-3(1+m )4+m (1+m )4=0,又m >0,所以m =3.1.(2017·台州一模)已知双曲线x 2a 2-y 2=1的一条渐近线方程是y =33x ,则双曲线的离心率为( ) A.33 B.63 C.32 D.233答案 D解析 因为双曲线的渐近线方程是y =±1a x ,所以1a =33,即a =3,b =1,c 2=a 2+b 2=4, 即c =2,e =c a =233.2.已知双曲线C :x 2a 2-y 2b 2=1(a >0,b >0),右焦点F 到渐近线的距离为2,点F 到原点的距离为3,则双曲线C 的离心率e 为( ) A.53 B.355 C.63 D.62答案 B解析 ∵右焦点F 到渐近线的距离为2,∴F (c,0)到y =b a x 的距离为2,即|bc |a 2+b 2=2,又b >0,c >0,a 2+b 2=c 2,∴bcc =b =2.∵点F 到原点的距离为3,∴c =3,∴a =c 2-b 2=5,∴离心率e =c a =35=355.3.已知双曲线C :x 2a 2-y 2b 2=1(a >0,b >0)的右焦点为F ,点B 是虚轴的一个端点,线段BF 与双曲线C 的右支交于点A ,若BA →=2AF →,且|BF →|=4,则双曲线C 的方程为( ) A.x 26-y 25=1 B.x 28-y 212=1 C.x 28-y 24=1 D.x 24-y 26=1 答案 D解析 不妨设B (0,b ),由BA →=2AF →,F (c,0),可得A ⎝⎛⎭⎫2c 3,b 3,代入双曲线C 的方程可得49×c 2a 2-19=1,即49·a 2+b 2a 2=109, ∴b 2a 2=32. ①又|BF →|=b 2+c 2=4,c 2=a 2+b 2,∴a 2+2b 2=16,② 由①②可得,a 2=4,b 2=6,∴双曲线C 的方程为x 24-y 26=1,故选D. 4.已知离心率为52的双曲线C :x 2a 2-y 2b2=1(a >0,b >0)的左、右焦点分别为F 1,F 2,M 是双曲线C 的一条渐近线上的点,且OM ⊥MF 2,O 为坐标原点,若S △OMF 2=16,则双曲线的实轴长是( )A.32B.16C.84D.4答案 B解析 由题意知F 2(c,0),不妨令点M 在渐近线y =b a x 上,由题意可知|F 2M |=bc a 2+b2=b ,所以|OM |=c 2-b 2=a .由2OMF S =16,可得12ab =16,即ab =32,又a 2+b 2=c 2,c a =52,所以a =8,b =4,c =45,所以双曲线C 的实轴长为16,故选B. 5.已知l 是双曲线C :x 22-y 24=1的一条渐近线,P 是l 上的一点,F 1,F 2是C 的两个焦点,若PF 1→·PF 2→=0,则P 到x 轴的距离为( )A.233B. 2C.2D.263答案 C解析 由题意知F 1(-6,0),F 2(6,0),不妨设l 的方程为y =2x ,则可设P (x 0,2x 0).由PF 1→·PF 2→=(-6-x 0,-2x 0)·(6-x 0,-2x 0)=3x 20-6=0,得x 0=±2,故P 到x 轴的距离为2|x 0|=2,故选C.6.过双曲线x 2a 2-y 2b2=1(a >0,b >0)的右焦点与对称轴垂直的直线与渐近线交于A ,B 两点,若△OAB 的面积为13bc 3,则双曲线的离心率为( ) A.52 B.53 C.132 D.133答案 D解析 由题意可求得|AB |=2bc a ,所以S △OAB =12×2bc a ×c =13bc 3,整理得c a =133,即e =133,故选D. 7.(2017·浙江名校协作体联考)设双曲线C :x 2a 2-y 2b2=1(a >0,b >0)的左、右焦点分别为F 1,F 2,若在曲线C 的右支上存在点P ,使得△PF 1F 2的内切圆半径为a ,圆心记为M ,又△PF 1F 2的重心为G ,满足MG 平行于x 轴,则双曲线C 的离心率为( )A. 2B. 3C.2D. 5 答案 C解析 设M 的坐标为(x m ,y m ),P 的坐标为(x p ,y p ).由MG ∥F 1F 2,得y M =a ,y P =3a ,所以S =12(|PF 1|+|PF 2|+2c )×a =12×3a ×2c , 又|PF 1|-|PF 2|=2a ,即|PF 1|=2c +a ,|PF 2|=2c -a ,由|PF 1|2-(x P +c )2=|PF 2|2-(c -x P )2,得x P =2a ,因此(2a )2a 2-(3a )2b2=1,即b =3a ,亦即c =2a ,e =2. 8.若双曲线x 2a 2-y 2b2=1(a >0,b >0)上存在一点P 满足以|OP |为边长的正方形的面积等于2ab (其中O 为坐标原点),则双曲线的离心率的取值范围是( )A.⎝⎛⎦⎤1,52B.⎝⎛⎦⎤1,72 C.⎣⎡⎭⎫52,+∞ D.⎣⎡⎭⎫72,+∞ 答案 C解析 由条件,得|OP |2=2ab ,又P 为双曲线上一点,从而|OP |≥a ,∴2ab ≥a 2,∴2b ≥a ,又∵c 2=a 2+b 2≥a 2+a 24=54a 2,∴e =c a ≥52. 9.已知双曲线x 2a 2-y 2b2=1(a >0,b >0)的一条渐近线为2x +y =0,一个焦点为(5,0),则a =________;b =________.答案 1 2解析 由2x +y =0,得y =-2x ,所以b a=2. 又c =5,a 2+b 2=c 2,解得a =1,b =2.10.设动圆C 与两圆C 1:(x +5)2+y 2=4,C 2:(x -5)2+y 2=4中的一个内切,另一个外切,则动圆圆心C 的轨迹方程为____________.答案 x 24-y 2=1 解析 设圆C 的圆心C 的坐标为(x ,y ),半径为r ,由题设知r >2,于是有⎩⎪⎨⎪⎧ |CC 1|=r +2,|CC 2|=r -2或⎩⎪⎨⎪⎧|CC 1|=r -2,|CC 2|=r +2, ∴||CC 1|-|CC 2||=4<25=|C 1C 2|,即圆心C 的轨迹L 是以C 1,C 2为焦点,4为实轴长的双曲线,∴L 的方程为x 2⎝⎛⎭⎫422-y 2(5)2-⎝⎛⎭⎫422=1,即x 24-y 2=1. 11.过点M (0,1)且斜率为1的直线l 与双曲线C :x 2a 2-y 2b 2=1(a >0,b >0)的两渐近线交于点A ,B ,且BM →=2AM →,则直线l 的方程为________;如果双曲线的焦距为210,则b 的值为________. 答案 x -y +1=0 1解析 设A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),由BM →=2AM →,得x 2=2x 1,① 由题意得直线l 的方程为x -y +1=0, x 2a 2-y 2b 2=1的渐近线方程为y =±b ax , 联立直线l 的方程和渐近线方程,解得x 1=-a a +b ,x 2=a b -a, ②由①②得a =3b ,又a 2+b 2=10.∴a =3,b =1.12.(2016·浙江)设双曲线x 2-y 23=1的左、右焦点分别为F 1,F 2,若点P 在双曲线上,且△F 1PF 2为锐角三角形,则|PF 1|+|PF 2|的取值范围是________.答案 (27,8)解析 如图,由已知可得a =1,b =3,c =2,从而|F 1F 2|=4,由对称性不妨设P 在右支上,设|PF 2|=m ,则|PF 1|=m +2a =m +2,由于△PF 1F 2为锐角三角形,结合实际意义可知m 需满足⎩⎪⎨⎪⎧(m +2)2<m 2+42,42<(m +2)2+m 2, 解得-1+7<m <3,又|PF 1|+|PF 2|=2m +2,∴27<2m +2<8.13.已知双曲线x 2-y 23=1的左、右焦点分别为F 1,F 2,双曲线的离心率为e ,若双曲线上存在一点P 使sin ∠PF 2F 1sin ∠PF 1F 2=e ,则F 2P →·F 2F 1→的值为( ) A.3 B.2 C.-3 D.-2答案 B解析 由题意及正弦定理得sin ∠PF 2F 1sin ∠PF 1F 2=|PF 1||PF 2|=e =2,∴|PF 1|=2|PF 2|,由双曲线的定义知|PF 1|-|PF 2|=2,∴|PF 1|=4,|PF 2|=2.又|F 1F 2|=4,由余弦定理可知cos ∠PF 2F 1=|PF 2|2+|F 1F 2|2-|PF 1|22|PF 2|·|F 1F 2|=4+16-162×2×4=14, ∴F 2P →·F 2F 1→=|F 2P →|·|F 2F 1→|cos ∠PF 2F 1=2×4×14=2,故选B. 14.(2017·杭州高级中学模拟)已知双曲线C :x 2a 2-y 2b 2=1的右顶点为A ,O 为坐标原点,以A 为圆心的圆与双曲线C 的某一条渐近线交于两点P ,Q ,若∠P AQ =π3且OQ →=5OP →,则双曲线C 的离心率为( ) A.213 B.2 C.72D.3 答案 A解析 由图知△APQ 是等边三角形,设PQ 中点是H ,圆的半径为r ,则AH ⊥PQ ,AH =32r ,PQ =r ,因为OQ →=5OP →, 所以OP =14r ,PH =12r ,即OH =14r +12r =34r , 所以tan ∠HOA =AH OH =233,即b a =233,b 2a 2=c 2-a 2a 2=43,从而解得e =c a =213,故选A.15.已知双曲线E :x 2a 2-y 2b 2=1(a >0,b >0)的左、右焦点分别为F 1,F 2,|F 1F 2|=6,P 是E 右支上的一点,PF 1与y 轴交于点A ,△P AF 2的内切圆与边AF 2的切点为Q .若|AQ |=3,则E 的离心率是( ) A.2 3 B. 5 C. 3 D. 2答案 C解析 如图所示,设PF 1,PF 2分别与△P AF 2的内切圆切于M ,N ,依题意,有|MA |=|AQ |,|NP |=|MP |, |NF 2|=|QF 2|,|AF 1|=|AF 2|=|QA |+|QF 2|,2a =|PF 1|-|PF 2|=(|AF 1|+|MA |+|MP |)- (|NP |+|NF 2|)=2|QA |=23,故a =3,从而e =c a =33=3,故选C. 16.已知双曲线x 2a 2-y 2b2=1 (a >0,b >0)的左、右焦点分别为F 1,F 2,点P 在双曲线的右支上,且|PF 1|=4|PF 2|,则此双曲线的离心率e 的最大值为________.答案 53解析 由定义,知|PF 1|-|PF 2|=2a .又|PF 1|=4|PF 2|,∴|PF 1|=83a ,|PF 2|=23a . 当P ,F 1,F 2三点不共线时,在△PF 1F 2中,由余弦定理,得cos ∠F 1PF 2=|PF 1|2+|PF 2|2-|F 1F 2|22·|PF 1|·|PF 2|=649a 2+49a 2-4c 22·83a ·23a =178-98e 2, 即e 2=179-89cos ∠F 1PF 2. ∵cos ∠F 1PF 2∈(-1,1),∴e ∈⎝⎛⎭⎫1,53. 当P ,F 1,F 2三点共线时,∵|PF 1|=4|PF 2|,∴e =c a =53. 综上,e 的最大值为53.。

步步高高三复习用书 第九章 9.7 精品

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§9.7抛物线1.抛物线的概念平面内与一个定点F和一条定直线l(l不经过点F)的距离相等的点的轨迹叫做抛物线.点F叫做抛物线的焦点,直线l叫做抛物线的准线.2.抛物线的标准方程与几何性质知识拓展1.抛物线y 2=2px (p >0)上一点P (x 0,y 0)到焦点F ⎝⎛⎭⎫p 2,0的距离|PF |=x 0+p2,也称为抛物线的焦半径.2.y 2=ax (a ≠0)的焦点坐标为⎝⎛⎭⎫a 4,0,准线方程为x =-a4. 3.设AB 是过抛物线y 2=2px (p >0)焦点F 的弦, 若A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),则 (1)x 1x 2=p 24,y 1y 2=-p 2.(2)弦长|AB |=x 1+x 2+p =2psin 2α(α为弦AB 的倾斜角).(3)以弦AB 为直径的圆与准线相切.(4)通径:过焦点垂直于对称轴的弦,长等于2p ,通径是过焦点最短的弦.题组一 思考辨析1.判断下列结论是否正确(请在括号中打“√”或“×”)(1)平面内与一个定点F 和一条定直线l 的距离相等的点的轨迹一定是抛物线.( × ) (2)方程y =ax 2(a ≠0)表示的曲线是焦点在x 轴上的抛物线,且其焦点坐标是⎝⎛⎭⎫a 4,0,准线方程是x =-a4.( × )(3)AB 为抛物线y 2=2px (p >0)的过焦点F ⎝⎛⎭⎫p 2,0的弦,若A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),则x 1x 2=p 24,y 1y 2=-p 2,弦长|AB |=x 1+x 2+p .( √ )(4)若直线与抛物线只有一个交点,则直线与抛物线一定相切.( × )(5)过抛物线的焦点与抛物线对称轴垂直的直线被抛物线截得的线段叫做抛物线的通径,那么抛物线x 2=-2ay (a >0)的通径长为2a .( √ ) 题组二 教材改编2.[P72T4]过抛物线y 2=4x 的焦点的直线l 交抛物线于P (x 1,y 1),Q (x 2,y 2)两点,如果x 1+x 2=6,则|PQ |等于( ) A.9 B.8 C.7 D.6答案 B解析 抛物线y 2=4x 的焦点为F (1,0),准线方程为x =-1.根据题意可得,|PQ |=|PF |+|QF |=x 1+1+x 2+1=x 1+x 2+2=8.3.[P72T1]已知抛物线的顶点是原点,对称轴为坐标轴,并且经过点P (-2,-4),则该抛物线的标准方程为____________. 答案 y 2=-8x 或x 2=-y解析 设抛物线方程为y 2=2px (p ≠0)或x 2=2py (p ≠0). 将P (-2,-4)代入,分别得方程为y 2=-8x 或x 2=-y . 题组三 易错自纠4.设抛物线y 2=8x 上一点P 到y 轴的距离是4,则点P 到该抛物线焦点的距离是( ) A.4 B.6 C.8 D.12答案 B解析 如图所示,抛物线的准线l 的方程为x =-2,F 是抛物线的焦点,过点P 作P A ⊥y 轴,垂足是A ,延长P A 交直线l 于点B ,则|AB |=2.由于点P 到y 轴的距离为4,则点P 到准线l 的距离|PB |=4+2=6, 所以点P 到焦点的距离|PF |=|PB |=6, 故选B.5.(2017·浙江“超级全能生”联考)设抛物线的顶点在原点,其焦点在x 轴上,又抛物线上的点A (-1,a )到焦点F 的距离为2,则a 等于( ) A.4 B.4或-4 C.-2 D.-2或2答案 D解析 由题意可设抛物线方程为y 2=-2px (p >0),由抛物线定义得2=1+p2,p =2,所以a 2=4,a =±2.6.设抛物线y 2=8x 的准线与x 轴交于点Q ,若过点Q 的直线l 与抛物线有公共点,则直线l 的斜率的取值范围是__________. 答案 [-1,1]解析 Q (-2,0),当直线l 的斜率不存在时,不满足题意,故设直线l 的方程为y =k (x +2),代入抛物线方程,消去y 整理得k 2x 2+(4k 2-8)x +4k 2=0, 由Δ=(4k 2-8)2-4k 2·4k 2=64(1-k 2)≥0, 解得-1≤k ≤1.题型一 抛物线的定义及应用1.(2018·浙江余姚中学质检)平面内一动点P 到定点F (2,0)的距离比点P 到x =-1的距离大1,则动点P 的轨迹是________,其方程是________. 答案 抛物线 y 2=8x解析 设动点P 的坐标为(x ,y ), 则(x -2)2+y 2=|x +1|+1,化简得y 2=8x ,动点P 的轨迹是抛物线.2.设P 是抛物线y 2=4x 上的一个动点,则点P 到点A (-1,1)的距离与点P 到直线x =-1的距离之和的最小值为________. 答案5解析 如图,易知抛物线的焦点为F (1,0),准线是x =-1, 由抛物线的定义知点P 到直线x =-1的距离等于点P 到F 的距离. 于是,问题转化为在抛物线上求一点P ,使点P 到点A (-1,1)的距离与点P 到F (1,0)的距离之和最小, 显然,连接AF 与抛物线相交的点即为满足题意的点, 此时最小值为[1-(-1)]2+(0-1)2= 5.思维升华 与抛物线有关的最值问题,一般情况下都与抛物线的定义有关.由于抛物线的定义在运用上有较大的灵活性,因此此类问题也有一定的难度.“看到准线想焦点,看到焦点想准线”,这是解决与过抛物线焦点的弦有关问题的重要途径.题型二 抛物线的标准方程和几何性质命题点1 求抛物线的标准方程典例 如图所示,过抛物线y 2=2px (p >0)的焦点F 的直线交抛物线于点A ,B ,交其准线l 于点C ,若|BC |=2|BF |,且|AF |=3,则此抛物线的方程为( ) A.y 2=32xB.y 2=9xC.y 2=92xD.y 2=3x 答案 D解析 分别过点A ,B 作AA 1⊥l ,BB 1⊥l ,且垂足分别为A 1,B 1,由已知条件|BC |=2|BF |, 得|BC |=2|BB 1|, 所以∠BCB 1=30°.又|AA 1|=|AF |=3, 所以|AC |=2|AA 1|=6, 所以|CF |=|AC |-|AF | =6-3=3,所以F 为线段AC 的中点.故点F 到准线的距离为p =12|AA 1|=32,故抛物线的方程为y 2=3x .命题点2 抛物线的几何性质典例 已知抛物线y 2=2px (p >0)的焦点为F ,A (x 1,y 1),B (x 2,y 2)是过F 的直线与抛物线的两个交点,求证: (1)y 1y 2=-p 2,x 1x 2=p 24;(2)1|AF |+1|BF |为定值; (3)以AB 为直径的圆与抛物线的准线相切. 证明 (1)由已知得抛物线的焦点坐标为⎝⎛⎭⎫p 2,0. 由题意可设直线方程为x =my +p2,代入y 2=2px ,得y 2=2p ⎝⎛⎭⎫my +p2,即y 2-2pmy -p 2=0. (*)因为⎝⎛⎭⎫p 2,0在抛物线内部, 所以直线与抛物线必有两个交点. 则y 1,y 2是方程(*)的两个实数根, 所以y 1y 2=-p 2.因为y 21=2px 1,y 22=2px 2,所以y 21y 22=4p 2x 1x 2, 所以x 1x 2=y 21y 224p 2=p 44p 2=p 24.(2)1|AF |+1|BF |=1x 1+p 2+1x 2+p2 =x 1+x 2+px 1x 2+p 2(x 1+x 2)+p 24.因为x 1x 2=p 24,x 1+x 2=|AB |-p ,代入上式,得1|AF |+1|BF |=|AB |p 24+p 2(|AB |-p )+p 24=2p(定值).(3)设AB 的中点为M (x 0,y 0),如图所示,分别过A ,B 作准线l 的垂线,垂足为C ,D ,过M 作准线l 的垂线,垂足为N , 则|MN |=12(|AC |+|BD |)=12(|AF |+|BF |)=12|AB |. 所以以AB 为直径的圆与抛物线的准线相切.思维升华 (1)求抛物线标准方程的常用方法是待定系数法,其关键是判断焦点位置、开口方向,在方程的类型已经确定的前提下,由于标准方程只有一个参数p ,只需一个条件就可以确定抛物线的标准方程.(2)在解决与抛物线的性质有关的问题时,要注意利用几何图形的形象、直观的特点来解题,特别是涉及焦点、顶点、准线的问题更是如此.跟踪训练 (1)过点P (-2,0)的直线与抛物线C :y 2=4x 相交于A ,B 两点,且|P A |=12|AB |,则点A 到抛物线C 的焦点的距离为( ) A.53 B.75 C.97 D.2 答案 A解析 设A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),分别过点A ,B 作直线x =-2的垂线,垂足分别为点D ,E .∵|P A |=12|AB |, ∴⎩⎪⎨⎪⎧ 3(x 1+2)=x 2+2,3y 1=y 2,又⎩⎪⎨⎪⎧y 21=4x 1,y 22=4x 2,得x 1=23,则点A 到抛物线C 的焦点的距离为1+23=53.(2)(2015·浙江)如图,设抛物线y 2=4x 的焦点为F ,不经过焦点的直线上有三个不同的点A ,B ,C ,其中点A ,B 在抛物线上,点C 在y 轴上,则△BCF 与△ACF 的面积之比是( )A.|BF |-1|AF |-1B.|BF |2-1|AF |2-1C.|BF |+1|AF |+1D.|BF |2+1|AF |2+1答案 A解析 由图形可知,△BCF 与△ACF 有公共的顶点F ,且A ,B ,C 三点共线,则△BCF 与△ACF 的面积之比就等于|BC ||AC |.由抛物线方程知焦点F (1,0),作准线l ,则l 的方程为x =-1.∵点A ,B 在抛物线上,过A ,B 分别作AK ,BH 与准线垂直,垂足分别为点K ,H ,且与y 轴分别交于点N ,M .由抛物线定义,得|BM |=|BF |-1,|AN |=|AF |-1.在△CAN 中,BM ∥AN , ∴|BC ||AC |=|BM ||AN |=|BF |-1|AF |-1.题型三 直线与抛物线的综合问题命题点1 直线与抛物线的交点问题典例 已知抛物线C :y 2=8x 与点M (-2,2),过C 的焦点且斜率为k 的直线与C 交于A ,B 两点.若MA →·MB →=0,则k =________. 答案 2解析 抛物线C 的焦点为F (2,0),则直线方程为y =k (x -2),与抛物线方程联立,消去y 化简得k 2x 2-(4k 2+8)x +4k 2=0,则抛物线C 与直线必有两个交点.设点A (x 1,y 1),B (x 2,y 2), 则x 1+x 2=4+8k 2,x 1x 2=4.所以y 1+y 2=k (x 1+x 2)-4k =8k ,y 1y 2=k 2[x 1x 2-2(x 1+x 2)+4]=-16. 因为MA →·MB →=(x 1+2,y 1-2)·(x 2+2,y 2-2) =(x 1+2)(x 2+2)+(y 1-2)(y 2-2)=x 1x 2+2(x 1+x 2)+y 1y 2-2(y 1+y 2)+8=0,将上面各个量代入,化简得k 2-4k +4=0,所以k =2. 命题点2 与抛物线弦的中点有关的问题典例 已知抛物线C :y 2=2x 的焦点为F ,平行于x 轴的两条直线l 1,l 2分别交C 于A ,B 两点,交C 的准线于P ,Q 两点.(1)若F 在线段AB 上,R 是PQ 的中点,证明:AR ∥FQ ;(2)若△PQF 的面积是△ABF 的面积的两倍,求AB 中点的轨迹方程.(1)证明 由题意知,F ⎝⎛⎭⎫12,0,设l 1:y =a ,l 2:y =b ,则ab ≠0,且A ⎝⎛⎭⎫a 22,a ,B ⎝⎛⎭⎫b22,b ,P ⎝⎛⎭⎫-12,a , Q ⎝⎛⎭⎫-12,b ,R ⎝⎛⎭⎫-12,a +b 2. 记过A ,B 两点的直线为l ,则l 的方程为2x -(a +b )y +ab =0. 由于F 在线段AB 上,故1+ab =0. 记AR 的斜率为k 1,FQ 的斜率为k 2, 则k 1=a -b 1+a 2=a -b a 2-ab =1a =-aba =-b =b -0-12-12=k 2.所以AR ∥FQ .(2)解 设过AB 的直线为l , 设l 与x 轴的交点为D (x 1,0),则S △ABF =12|b -a ||FD |=12|b -a |⎪⎪⎪⎪x 1-12, S △PQF =|a -b |2. 由题意可得|b -a |⎪⎪⎪⎪x 1-12=|a -b |2, 所以x 1=1,x 1=0(舍去).设满足条件的AB 的中点为E (x ,y ). 当AB 与x 轴不垂直时,由k AB =k DE 可得2a +b =yx -1(x ≠1).而a +b2=y ,所以y 2=x -1(x ≠1). 当AB 与x 轴垂直时,E 与D 重合, 此时E 点坐标为(1,0),满足方程y 2=x -1. 所以所求轨迹方程为y 2=x -1.思维升华 (1)直线与抛物线的位置关系和直线与椭圆、双曲线的位置关系类似,一般要用到根与系数的关系.(2)有关直线与抛物线的弦长问题,要注意直线是否过抛物线的焦点.若过抛物线的焦点(设焦点在x 轴的正半轴上),可直接使用公式|AB |=x 1+x 2+p ,若不过焦点,则必须用一般弦长公式.(3)涉及抛物线的弦长、中点、距离等相关问题时,一般利用根与系数的关系采用“设而不求”、“整体代入”等解法.提醒:涉及弦的中点、斜率时一般用“点差法”求解.跟踪训练 (1)(2017·温州二模)过抛物线C :y 2=2px (p >0)的焦点F 的直线交抛物线于A ,B 两点.若|AF |=8|OF |(O 为坐标原点),则|AF ||BF |=________.答案 7解析 设A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),F ⎝⎛⎭⎫p 2,0, 则由抛物线的定义可得 |AF |=x 1+p 2=8×p 2,即x 1=7p 2,则y 21=2px 1,即y 1=7p ,A ⎝⎛⎭⎫7p 2,7p , 故k AB =7p 3p =73, 故直线AB 的方程为y =73⎝⎛⎭⎫x -p 2, 代入抛物线方程整理可得79x 2-259px +736p 2=0,则x 1x 2=p 24,即x 2=p14,则|BF |=x 2+p 2=4p 7,所以|AF ||BF |=7.(2)(2018·浙江名校协作体联考)已知F 是抛物线C :y 2=4x 的焦点,M 是C 上一点,FM 的延长线交y 轴于点N ,若FM →=12MN →,则|FN →|=________.答案 5解析 由题意知,F (1,0),设M (x 0,y 0),N (0,y ), 则由FM →=12MN →,可得(x 0-1,y 0)=12(0-x 0,y -y 0),即⎩⎪⎨⎪⎧0=3x 0-2,y =3y 0,则x 0=23,y 0=±83=±263, y =3y 0=±26,则|FN →|=(1-0)2+(0±26)2=5.直线与圆锥曲线问题的求解策略典例 (15分)已知抛物线C :y =mx 2(m >0),焦点为F ,直线2x -y +2=0交抛物线C 于A ,B 两点,P 是线段AB 的中点,过P 作x 轴的垂线交抛物线C 于点Q . (1)求抛物线C 的焦点坐标;(2)若抛物线C 上有一点R (x R ,2)到焦点F 的距离为3,求此时m 的值;(3)是否存在实数m ,使△ABQ 是以Q 为直角顶点的直角三角形?若存在,求出m 的值;若不存在,请说明理由.思维点拨 (3)中证明QA →·QB →=0. 规范解答解 (1)∵抛物线C :x 2=1m y ,∴它的焦点F ⎝⎛⎭⎫0,14m . [2分] (2)∵|RF |=y R +14m ,∴2+14m =3,得m =14. [5分](3)存在,联立方程⎩⎪⎨⎪⎧y =mx 2,2x -y +2=0,消去y 得mx 2-2x -2=0,依题意,有Δ=(-2)2-4×m ×(-2)>0, 得m >-12.[7分]设A (x 1,mx 21),B (x 2,mx 22),则⎩⎨⎧x 1+x 2=2m,x 1·x 2=-2m. (*)∵P 是线段AB 的中点, ∴P ⎝⎛⎫x 1+x 22,mx 21+mx 222, 即P ⎝⎛⎭⎫1m ,y P ,∴Q ⎝⎛⎭⎫1m ,1m .[9分]得QA →=⎝⎛⎭⎫x 1-1m ,mx 21-1m , QB →=⎝⎛⎭⎫x 2-1m ,mx 22-1m . 若存在实数m ,使△ABQ 是以Q 为直角顶点的直角三角形,则QA →·QB →=0, 即⎝⎛⎭⎫x 1-1m ·⎝⎛⎭⎫x 2-1m +⎝⎛⎭⎫mx 21-1m ⎝⎛⎭⎫mx 22-1m =0, [12分]结合(*)式化简得-4m 2-6m+4=0, 即2m 2-3m -2=0, ∴m =2或m =-12,而2∈⎝⎛⎭⎫-12,+∞,-12∉⎝⎛⎭⎫-12,+∞. ∴存在实数m =2,使△ABQ 是以Q 为直角顶点的直角三角形.[15分]解决直线与圆锥曲线的位置关系的一般步骤: 第一步:联立方程,得关于x 或y 的一元二次方程;第二步:写出根与系数的关系,并求出Δ>0时参数范围(或指出直线过曲线内一点); 第三步:根据题目要求列出关于x 1x 2,x 1+x 2(或y 1y 2,y 1+y 2)的关系式,求得结果; 第四步:反思回顾,查看有无忽略特殊情况.1.点M (5,3)到抛物线y =ax 2(a ≠0)的准线的距离为6,那么抛物线的方程是( ) A.y =12x 2 B.y =12x 2或y =-36x 2 C.y =-36x 2 D.y =112x 2或y =-136x 2答案 D解析 分两类a >0,a <0,可得y =112x 2或y =-136x 2.2.已知抛物线C :y 2=4x 的焦点为F ,准线为l ,点A ∈l ,线段AF 交抛物线C 于点B ,若F A →=3FB →,则|AF →|等于( ) A.3 B.4 C.6 D.7 答案 B解析 由已知B 为AF 的三等分点,作BH ⊥l 于H ,如图,则|BH |=23|FK |=43,∴|BF →|=|BH →|=43,∴|AF →|=3|BF →|=4,故选B.3.抛物线C :y 2=2px (p >0)的焦点为F ,A 是抛物线上一点,若A 到F 的距离是A 到y 轴距离的两倍,且△OAF 的面积为1,O 为坐标原点,则p 的值为( ) A.1 B.2 C.3 D.4答案 B解析 不妨设A (x 0,y 0)在第一象限,由题意可知⎩⎨⎧ x 0+p2=2x 0,S△OAF =12·p2·y 0=1,即⎩⎨⎧x 0=p 2,y 0=4p ,∴A ⎝⎛⎭⎫p 2,4p ,又∵点A 在抛物线y 2=2px 上, ∴16p 2=2p ×p2,即p 4=16, 又∵p >0,∴p =2,故选B.4.(2017·温州一模)过抛物线C :x 2=2y 的焦点F 的直线l 交抛物线C 于A ,B 两点,若抛物线C 在点B 处的切线的斜率为1,则|AF |等于( ) A.1 B.2 C.3 D.4 答案 A解析 设B (x 1,y 1),因为y =12x 2,所以y ′=x ,所以y ′|x =x 1=x 1=1,则B ⎝⎛⎭⎫1,12, 因为F ⎝⎛⎭⎫0,12,所以直线l 的方程为y =12, 故|AF |=|BF |=1.5.动点P 到点A (0,2)的距离比它到直线l :y =-4的距离小2,则动点P 的轨迹方程为( ) A.y 2=4x B.y 2=8x C.x 2=4y D.x 2=8y答案 D解析 ∵动点P 到点A (0,2)的距离比它到直线l :y =-4的距离小2,∴动点P 到点A (0,2)的距离与它到直线y =-2的距离相等.根据抛物线的定义可得点P 的轨迹为以A (0,2)为焦点,以直线y =-2为准线的抛物线,其标准方程为x 2=8y ,故选D.6.已知抛物线C 的顶点是原点O ,焦点F 在x 轴的正半轴上,经过点F 的直线与抛物线C 交于A ,B 两点,若OA →·OB →=-12,则抛物线C 的方程为( ) A.x 2=8y B.x 2=4y C.y 2=8xD.y 2=4x答案 C解析 由题意,设抛物线方程为y 2=2px (p >0),直线方程为x =my +p2,联立⎩⎪⎨⎪⎧y 2=2px ,x =my +p 2, 消去x 得y 2-2pmy -p 2=0,显然方程有两个不等实根. 设A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),则y 1+y 2=2pm ,y 1y 2=-p 2,得OA →·OB →=x 1x 2+y 1y 2=⎝⎛⎭⎫my 1+p 2⎝⎛⎭⎫my 2+p 2+y 1y 2=m 2y 1y 2+pm 2(y 1+y 2)+p 24+y 1y 2=-34p 2=-12,得p =4(舍负),即抛物线C 的方程为y 2=8x .7.(2017·宁波十校联考)已知抛物线C :x 2=2py (p >0)上一点A (m,4)到其焦点的距离为174,则p=________,m =________. 答案 12±2解析 由抛物线方程得其准线方程为y =-p2,根据抛物线的定义,点A (m,4)到焦点的距离等于它到准线的距离, 即4+p 2=174,解得p =12,∴抛物线方程为x 2=y ,将A (m,4)代入抛物线方程,解得m =±2.8.已知抛物线y 2=2px (p >0)的焦点F 与双曲线x 23-y 2=1的右焦点重合,若A 为抛物线上x 轴上方一点,且|AF |=3,则直线AF 的斜率为________. 答案 -2 2解析 双曲线x 23-y 2=1的右焦点为(2,0),∴抛物线方程为y 2=8x ,p =4. ∵|AF |=3,∴x A +2=3,∴x A =1, 代入抛物线方程可得y A =±2 2. ∵点A 在x 轴上方,∴A (1,22), ∴直线AF 的斜率k =221-2=-2 2.9.(2017·衢州质检)若抛物线C :y 2=2px (p >0)的焦点F (1,0),则p =________;设M 是抛物线C 上的动点,A (4,3),则|MA |+|MF |的最小值为________. 答案 2 5解析 由p2=1,得p =2.设M ,A 在准线上的射影为M 1,A 1,则|MA |+|MF |=|MA |+|MM 1|≥|AA 1|=4+1=5.10.(2017·全国Ⅱ)已知F 是抛物线C :y 2=8x 的焦点,M 是C 上一点,FM 的延长线交y 轴于点N .若M 为FN 的中点,则|FN |=________. 答案 6解析 如图,不妨设点M 位于第一象限内,抛物线C 的准线交x 轴于点A ,过点M 作准线的垂线,垂足为点B ,交y 轴于点P ,∴PM ∥OF . 由题意知,F (2,0), |FO |=|AO |=2.∵点M 为FN 的中点,PM ∥OF , ∴|MP |=12|FO |=1.又|BP |=|AO |=2, ∴|MB |=|MP |+|BP |=3.由抛物线的定义知|MF |=|MB |=3, 故|FN |=2|MF |=6.11.已知过抛物线y 2=2px (p >0)的焦点,斜率为22的直线交抛物线于A (x 1,y 1),B (x 2,y 2)(x 1<x 2)两点,且|AB |=9. (1)求该抛物线的方程;(2)O 为坐标原点,C 为抛物线上一点,若OC →=OA →+λOB →,求λ的值.解 (1)直线AB 的方程是y =22⎝⎛⎭⎫x -p2,与y 2=2px 联立,从而有4x 2-5px +p 2=0. 由题易知,方程必有两个不等实根. 所以x 1+x 2=5p4,由抛物线定义得|AB |=x 1+x 2+p =5p4+p =9,所以p =4,从而抛物线方程为y 2=8x . (2)由于p =4,则4x 2-5px +p 2=0, 即x 2-5x +4=0,从而x 1=1,x 2=4, 于是y 1=-22,y 2=42,从而A (1,-22),B (4,42).设C (x 3,y 3), 则OC →=(x 3,y 3)=(1,-22)+λ(4,42) =(4λ+1,42λ-22).又y 23=8x 3,即[22(2λ-1)]2=8(4λ+1),整理得(2λ-1)2=4λ+1,解得λ=0或λ=2.12.(2017·北京)已知抛物线C :y 2=2px 过点P (1,1),过点⎝⎛⎭⎫0,12作直线l 与抛物线C 交于不同的两点M ,N ,过点M 作x 轴的垂线分别与直线OP ,ON 交于点A ,B ,其中O 为原点. (1)求抛物线C 的方程,并求其焦点坐标和准线方程; (2)求证:A 为线段BM 的中点.(1)解 由抛物线C :y 2=2px 过点P (1,1),得p =12,所以抛物线C 的方程为y 2=x ,抛物线C 的焦点坐标为⎝⎛⎭⎫14,0,准线方程为x =-14. (2)证明 由题意知,直线l 的斜率必存在. 设直线l 的方程为y =kx +12(k ≠0),l 与抛物线C 的交点为M (x 1,y 1),N (x 2,y 2). 由⎩⎪⎨⎪⎧y =kx +12,y 2=x ,得4k 2x 2+(4k -4)x +1=0, 则x 1+x 2=1-k k 2,x 1x 2=14k2.因为点P 的坐标为(1,1),所以直线OP 的方程为y =x ,点A 的坐标为(x 1,x 1). 直线ON 的方程为y =y 2x 2x ,点B 的坐标为⎝⎛⎭⎫x 1,y 2x 1x 2. 因为y 1+y 2x 1x 2-2x 1=y 1x 2+y 2x 1-2x 1x 2x 2=⎝⎛⎭⎫kx 1+12x 2+⎝⎛⎭⎫kx 2+12x 1-2x 1x 2x 2=(2k -2)x 1x 2+12(x 2+x 1)x 2=(2k -2)×14k 2+1-k2k2x 2=0,所以y 1+y 2x 1x 2=2x 1,故A 为线段BM 的中点.13.已知抛物线C :y 2=2px (p >0)的焦点为F ,点M (x 0,22)⎝⎛⎭⎫x 0>p2是抛物线C 上一点,圆M 与线段MF 相交于点A ,且被直线x =p 2截得的弦长为3|MA |.若|MA ||AF |=2,则|AF |等于( )A.32 B.1 C.2 D.3答案 B解析 由题意知M (x 0,22)在抛物线上, 则8=2px 0,则px 0=4,①由抛物线的性质可知,|DM |=x 0-p 2,|MA ||AF |=2,则|MA |=2|AF |=23|MF |=23⎝⎛⎭⎫x 0+p 2, ∵圆M 被直线x =p2截得的弦长为3|MA |,则|DE |=32|MA |=33⎝⎛⎭⎫x 0+p 2, 又|MA |=|ME |=r ,在Rt △MDE 中,|DE |2+|DM |2=|ME |2,即13⎝⎛⎭⎫x 0+p 22+⎝⎛⎭⎫x 0-p 22=49⎝⎛⎭⎫x 0+p 22, 代入整理得4x 20+p 2=20,②由①②,解得x 0=2,p =2(舍负), ∴|AF |=13⎝⎛⎭⎫x 0+p 2=1, 故选B.14.已知抛物线C 1:y =ax 2(a >0)的焦点F 也是椭圆C 2:y 24+x 2b2=1(b >0)的一个焦点,点M ,P ⎝⎛⎭⎫32,1分别为曲线C 1,C 2上的点,则|MP |+|MF |的最小值为________.答案 2解析 将P ⎝⎛⎭⎫32,1代入到y 24+x 2b 2=1中,可得14+94b 2=1,∴b =3,∴c =1,∴抛物线的焦点F 为(0,1),∴抛物线C 1的方程为x 2=4y ,准线为直线y =-1,设点M 在准线上的射影为D ,根据抛物线的定义可知|MF |=|MD |,∴要求|MP |+|MF |的最小值,即求|MP |+|MD |的最小值,易知当D ,M ,P 三点共线时,|MP |+|MD |最小,最小值为1-(-1)=2.15.抛物线y 2=2px (p >0)的焦点为F ,已知点A ,B 为抛物线上的两个动点,且满足∠AFB =120°,过AB 的中点M 作抛物线准线的垂线MN ,垂足为N ,则|MN ||AB |的最大值为( )A.33 B.1 C.233D.2 答案 A解析 过A ,B 分别作抛物线准线的垂线,垂足分别为A 1,B 1,由题意知|MN |=12(|AA 1|+|BB 1|)=12(|AF |+|BF |),在△AFB 中,|AB |2=|AF |2+|BF |2-2|AF ||BF |·cos 120° =|AF |2+|BF |2+|AF ||BF |,∴⎝⎛⎭⎫|MN ||AB |2=14·|AF |2+|BF |2+2|AF ||BF ||AF |2+|BF |2+|AF ||BF | =14⎝⎛⎭⎫1+|AF ||BF ||AF |2+|BF |2+|AF ||BF | =14⎝ ⎛⎭⎪⎫1+1|AF ||BF |+|BF ||AF |+1 ≤14×⎝⎛⎭⎫1+12+1=13, 当且仅当|AF |=|BF |时取等号,∴|MN ||AB |的最大值为33.16.设直线l 与抛物线y 2=4x 相交于A ,B 两点,与圆(x -5)2+y 2=r 2(r >0)相切于点M ,且M 为线段AB 的中点.若这样的直线l 恰有4条,则r 的取值范围是________________. 答案 (2,4) 解析 如图,设A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),M (x 0,y 0),则⎩⎪⎨⎪⎧y 21=4x 1,y 22=4x 2,两式相减得,(y 1+y 2)(y 1-y 2)=4(x 1-x 2).当l 的斜率k 不存在时,符合条件的直线l 必有两条. 当k 存在时,x 1≠x 2, 则有y 1+y 22·y 1-y 2x 1-x 2=2,又y 1+y 2=2y 0,所以y 0k =2. 由CM ⊥AB ,得k ·y 0-0x 0-5=-1,即y 0k =5-x 0,因此2=5-x 0,x 0=3, 即M 必在直线x =3上.将x =3代入y 2=4x , 得y 2=12,则有-23<y 0<2 3.因为点M 在圆上,所以(x 0-5)2+y 20=r 2,故r 2=y 20+4<12+4=16.又y 20+4>4(为保证有4条,在k 存在时,y 0≠0), 所以4<r 2<16,即2<r <4.。

高考数学(理)自由复习步步高系列03(原卷版).docx

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【热点知识再梳理——胸有成竹】[1]等差数列五个量()1,,,,n n a n d a S1.已知数列{}n a 为等差数列,n S 为其前n 项和,若1231,2a S a ==,则2a =______,n S =______. 2.设数列{}n a 为等差数列,公差2d =-,n S 为其前n 项和,若1011S S =,则1a =( )A .18B .20C .22D .243.设等差数列{}n a 的前n 项和为n S ,若112,0,3m m m S S S -+=-==,则m =( )A .3B .4C .5D .6[2]等比数列五个量()1,,,,n n a n q a S4.已知{}n a 是递增等比数列,2432,4a a a =-=,则此数列的公比q = .5.若等比数列{}n a 满足116nn n a a +=,则公比为( )A .2B .4C .8D .166.若等比数列{}n a 满足243520,40,a a a a +=+=则公比q =______,前n 项和n S =______.7.等比数列{}n a 的前n 项和为n S ,已知3215=10,9,S a a a +=则1a =( )A .13B .13-C .19D .19-8.设首项为1,公比为23的等比数列{}n a 的前n 项和为n S ,则( )A .21n n S a =-B .32n n S a =-C .43n n S a =-D .32n n S a =-[3]等差数列证明(定义)9.已知各项均不为零的数列{}n a ,定义向量1(,)n n n a a +=c ,(,1)n n n =+b ,*n N ∈.下列命题中为真命题的是( )A . 若*n N ∀∈总有n n ⊥c b 成立,则数列{}n a 是等差数列B . 若*n N ∀∈总有n n ⊥c b 成立,则数列{}n a 是等比数列C . 若*n N ∀∈总有//n n c b 成立,则数列{}n a 是等差数列D . 若*n N ∀∈总有//n n c b 成立,则数列{}n a 是等比数列[5]等比数列证明(定义) [15]利用n S 定义(,n n S a 关系) 11.已知数列{}n a 的前n 项和n S 满足()()*21nn n S a n N =+-∈(1)求数列{}n a 的前三项123,,a a a ; (2)求证:数列()213n n a ⎧⎫+-⎨⎬⎩⎭为等比数列,并求出{}n a 的通项公式. [7]等差数列性质12.已知,,x y z R ∈,若1,,,,3x y z --成等差数列,则x y z ++的值为( )A .2-B .4-C .6-D .8-[13.设等差数列{}n a 的前n 项和为n S ,24,a a 是方程220x x --=的两个根,5S =( )A .52 B .5 C .52- D .5- 14.若数列{}n a 为等差数列且35791120a a a a a ++++=,则8912a a -=( ) A .1B .2C .3D .4[8]等差数列前n 项和最值15.设数列{a n }是公差d <0的等差数列,S n 为其前n 项和,若S 6=5a 1+10d ,则S n 取最大值时,n =( )A .5B .6C .5或6D .6或7[9]等比数列性质16.公比为2的等比数列{}n a 的各项都是正数,且31116a a =,则5a =( )A .1B .2C .4D .817.已知数列{}n a 为等比数列,下面结论正确的是( )A .1322a a a +≥B .2221322a a a +≥C .若13a a =,则12a a =D .若31a a >,则42a a >18.若等比数列{}n a 满足2412a a =,则2135a a a =_______. [10]数列周期性19.数列{}n a 的通项公式为cos2n n a n π=,其前n 项和为n S ,则2013=S ( ) A .1006 B .2012 C .503 D.0[13]叠加叠乘数列通项公式 20.如果数列321121,,n n a a a a a a a -L L 是首项为1,公比为2-的等比数列,则5a =( ) A .32B .64C .32-D .64-[14]可构造等比数列通项公式 [15]利用n S 定义(,n n S a 关系)21.设数列{}n a 的前n 项和为n S ,数列{}n S 的前n 项和为n T ,满足()22*n n T S n n N =-∈ (1)求1a 的值; (2)求数列{}n a 的通项公式. [15]利用n S 定义(,n n S a 关系) [19]裂项求和(分式)22.设各项均为正数的数列{}n a 的前n 项和为n S ,满足()21441*n n S a n n N +=--∈且2514,,a a a 构成等比数列. (1)证明:2145a a =+; (2)求数列{}n a 的通项公式;(3)证明:对一切正整数n ,有1223111112n n a a a a a a ++++<L .[19]裂项求和(间隔分式)25.已知等差数列{}n a 的前n 项和n S 满足350, 5.S S ==- (1)求{}n a 的通项公式; (2)求数列21231n n a a -+⎧⎫⎨⎬⎩⎭的前n 项和[19]裂项求和(指数分式) [3]等比数列证明(定义) [13]叠加叠乘数列通项公式26.已知数列{}n a中122,4,a a x ==是函数()()()3113312n n n f x a x a a x n -+=--+≥的一个极值点.(1)证明:数列{}1n n a a +-是等比数列; (2)求数列n a 的通项公式; (3)设1n n b a =-,1212231n n n n a a a S b b b b b b +=++L ,求证:23n S ≥. 27.设数列{}n a 的前n 项和为n S ,已知12a =,28a =,()11452n n n S S S n +-+=≥,n T 是数列{}2na log 的前n 项和.(1)求数列{}n a 的通项公式; (2)求n T ;(3)求满足2311110101112013n T T T ⎛⎫⎛⎫⎛⎫--⋅⋅-> ⎪ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭L 的最大正整数n 的值. [20]分段数列前n 项和29.在公差为d 的等差数列{}n a 中,已知110a =,且123,22,5a a a +成等比数列. (1)求,n d a ; (2)若0d <,求123||||||||n a a a a ++++L .1.在数列{}n a 中,已知11a =,111n n a a +=-+,记n S 为数列{}n a 的前n 项和,则2014S = . 2..右表给出一个“三角形数阵”.已知每一列数成等差数列,从第三行起,每一行数成等比数列,而且每一行的公比都相等,记第i 行第j 列的数为ij a (*,,N j i j i ∈≥),则53a 等于 ,______(3)mn a m =≥.3.在数列{}n a 中,已知24a =, 315a =,且数列{}n a n +是等比数列,则n a = .123n n -⋅-;4.已知等比数列{}n a 满足122336a a a a +=+=,,则5a =________.5.已知等差数列}{n a 中,79119916,2a a S +==, 则12a 的值是( ) A . 15 B .30 C .31 D .648.设等比数列{a n }的前n 项和为S n .已知a n+1=2S n +2(n N *∈) (1)求数列{a n }的通项公式;(2)在a n 与a n +1之间插入n 个数,使这n +2个数组成一个公差为d n 的等差数列,(Ⅰ)在数列{d n }中是否存在三项d m ,d k ,d p (其中m ,k ,p 成等差数列)成等比数列?若存在,求出这样的三项,若不存在,说明理由;(Ⅱ)求证:123111115()16n n N d d d d *++++<∈L . 9.已知各项均为正数的数列{}n a 满足12212+++=n n n n a a a a , 且42342+=+a a a ,其中*n N ∈.(1) 求数列{}n a 的通项公式; (2) 设数列}{n b 满足nnn n na b 2)12(⋅+=,是否存在正整数, (1)m n m n <<,使得n m b b b ,,1成等比数列?若存在,求出所有的,m n 的值;若不存在,请说明理由。

2020届高考步步高数学(理)一轮复习(京津鲁琼用解析版)第九章 9.2

2020届高考步步高数学(理)一轮复习(京津鲁琼用解析版)第九章 9.2

⎧⎪A 1x +B 1y +C 1=0,|Ax 0+By 0+C| ⎩ |C 1-C 2|提示当两条直线 l 1 与 l 2 的斜率都存在时,k ⋅ k =-1;当两条直线中一条直线的斜率为 0,§9.2 两条直线的位置关系最新考纲1.能根据斜率判定两条直线平行或垂直 .2.能用解方程组的方法求两直线的交点坐标.3.探索并掌握两点间的距离公式、点到直线的距离公式,会求两条平行直线间的距离.1.两条直线的位置关系 (1)两条直线平行与垂直①两条直线平行:(ⅰ)对于两条不重合的直线 l 1,l 2,若其斜率分别为 k 1,k 2,则有 l 1∥l 2⇔k 1=k 2. (ⅱ)当直线 l 1,l 2 不重合且斜率都不存在时,l 1∥l 2. ②两条直线垂直:(ⅰ)如果两条直线 l 1,l 2 的斜率存在,设为 k 1,k 2, 则有 l 1⊥l 2⇔k 1· k 2=-1.(ⅱ)当其中一条直线的斜率不存在,而另一条的斜率为 0 时,l 1⊥l 2. (2)两条直线的交点直线 l 1 : A 1x + B 1y + C 1 = 0 , l 2 : A 2x + B 2y + C 2 = 0 ,则 l 1 与 l 2 的交点坐标就是方程组⎨ 的解.⎪A 2x +B 2y +C 2=02.几种距离(1)两点 P 1(x 1,y 1),P 2(x 2,y 2)之间的距离 |P 1P 2|= (x 2-x 1)2+(y 2-y 1)2.(2)点 P 0(x 0,y 0)到直线 l :Ax +By +C =0 的距离d = .A 2+B 2(3)两条平行线 Ax +By +C 1=0 与 Ax +By +C 2=0(其中 C 1≠C 2)间的距离 d =.A 2+B 2概念方法微思考1.若两条直线 l 1 与 l 2 垂直,则它们的斜率有什么关系?l 1l 2另一条直线的斜率不存在时,l 1 与 l 2 也垂直.(5)若点 A ,B 关于直线 l :y =kx +b (k ≠0)对称,则直线 AB 的斜率等于- ,且线段 AB 的中(3)点 P(x 0,y 0)到直线 y =kx +b 的距离为 .( × ) 解析由题意知 =1,所以 m -4=-2-m ,⎪ ⎪ ⎩ ⎩2.应用点到直线的距离公式和两平行线间的距离公式时应注意什么?提示 (1)将方程化为最简的一般形式.(2)利用两平行线之间的距离公式时,应使两平行线方程中 x ,y 的系数分别对应相等.题组一 思考辨析1.判断下列结论是否正确(请在括号中打“√”或“×”)(1)当直线 l 1 和 l 2 斜率都存在时,一定有 k 1=k 2 l 1∥l 2.( × )(2)已知直线 l 1:A 1x +B 1y +C 1=0,l 2:A 2x +B 2y +C 2=0(A 1,B 1,C 1,A 2,B 2,C 2 为常数), 若直线 l 1⊥l 2,则 A 1A 2+B 1B 2=0.( √ )|kx 0+b |1+k 2(4)直线外一点与直线上一点的距离的最小值就是点到直线的距离.(√ )1 k点在直线 l 上.( √ )题组二 教材改编2.已知点(a,2)(a>0)到直线 l :x -y +3=0 的距离为 1,则 a 等于( )A. 2 B .2- 2 C. 2-1 D. 2+1答案 C|a -2+3|解析 由题意得 =1.1+1解得 a =-1+ 2或 a =-1- 2.∵a >0,∴a =-1+ 2.3.已知 P(-2,m ),Q(m,4),且直线 PQ 垂直于直线 x +y +1=0,则 m =________.答案 1m -4-2-m所以 m =1.4.若三条直线 y =2x ,x +y =3,mx +2y +5=0 相交于同一点,则 m 的值为________.答案 -9⎧y =2x , ⎧x =1, 解析由⎨ 得⎨ ⎪x +y =3, ⎪y =2.所以点(1,2)满足方程 mx +2y +5=0,即 m ×1+2×2+5=0,所以 m =-9.题组三 易错自纠5.直线 2x +(m +1)y +4=0 与直线 mx +3y -2=0 平行,则 m 等于()m3-2答案32解析先将2x+2y+1=0化为x+y+=0,⎪2-1⎪A.2C.2或-3B.-3D.-2或-3答案C2m+14解析直线2x+(m+1)y+4=0与直线mx+3y-2=0平行,则有=≠,故m=2或-3.故选C.6.直线2x+2y+1=0,x+y+2=0之间的距离是______.412则两平行线间的距离为d=⎪2⎪322=4.7.若直线(3a+2)x+(1-4a)y+8=0与(5a-2)x+(a+4)y-7=0垂直,则a=________.答案0或1解析由两直线垂直的充要条件,得(3a+2)(5a-2)+(1-4a)(a+4)=0,解得a=0或a=1.题型一两条直线的平行与垂直例1已知直线l1:ax+2y+6=0和直线l2:x+(a-1)y+a2-1=0.(1)试判断l1与l2是否平行;(2)当l1⊥l2时,求a的值.解(1)方法一当a=1时,l1:x+2y+6=0,l2:x=0,l1不平行于l2;当a=0时,l1:y=-3,l2:x-y-1=0,l1不平行于l2;a当a≠1且a≠0时,两直线可化为l1:y=-2x-3,1l2:y=1-a x-(a+1),⎧⎪-a=1,l1∥l2⎨21-a⎪⎩-3≠-(a+1),解得a=-1,∴l 1∥l 2⇔⎨⎩ ⎩ ⎛ a ⎫ 1 =-1,得 a =2. 可得 a = .解析 由题意,当直线 l 1∥l 2 时,满足 = ≠,解得 m =-7,所以“m =-1综上可知,当 a =-1 时,l 1∥l 2,a ≠-1 时,l 1 与 l 2 不平行. 方法二 由 A 1B 2-A 2B 1=0,得 a(a -1)-1×2=0, 由 A 1C 2-A 2C 1≠0, 得 a(a 2-1)-1×6≠0,⎧⎪a (a -1)-1×2=0, ⎪a (a 2-1)-1×6≠0,⎧⎪a 2-a -2=0,⇔⎨⎪a (a 2-1)≠6,可得 a =-1,故当 a =-1 时,l 1∥l 2.a ≠-1 时,l 1 与 l 2 不平行.(2)方法一 当 a =1 时,l 1:x +2y +6=0,l 2:x =0, l 1 与 l 2 不垂直,故 a =1 不成立;当 a =0 时,l 1:y =-3,l 2:x -y -1=0,l 1 不垂直于 l 2, 故 a =0 不成立;当 a ≠1 且 a ≠0 时,a 1l 1:y =-2x -3,l 2:y =1-a x -(a +1),由⎝-2⎭· 1-a 3方法二 由 A 1A 2+B 1B 2=0,得 a +2(a -1)=0, 23思维升华 (1)当直线方程中存在字母参数时,不仅要考虑到斜率存在的一般情况,也要考虑到斜率不存在的特殊情况.同时还要注意 x ,y 的系数不能同时为零这一隐含条件.(2)在判断两直线平行、垂直时,也可直接利用直线方程的系数间的关系得出结论.跟踪训练 1 (1)(2018· 潍坊模拟 )直线 l 1: (3+m )x +4y =5-3m ,l 2:2x + (5+m )y =8,则 “m =- 1 或 m =- 7”是“l 1∥l 2”的( )A .充分不必要条件C .充要条件 B .必要不充分条件D .既不充分也不必要条件答案 B3+m 4 5-3m 2 5+m 8或 m =-7”是“l 1∥l 2”的必要不充分条件,故选 B.(2)(2018· 青岛模拟)已知两条直线 l 1:ax -by +4=0 和 l 2:(a -1)x +y +b =0,求满足下列条 件的 a ,b 的值.①l 1⊥l 2,且直线 l 1 过点(-3,-1);即 =b .故 a =2,b =-2 或 a = ,b =2.+1,1 ,N M ⎝k⎭ , .又因为 MN 的中点是 P(1,-1),⎝k -1 k -1 ⎭2 ⎛k -6 -6k +1⎫⎫⎛ 所以由中点坐标公式得 k =- .= ,所以|PQ|的最小值为 .3.已知直线 y =kx +2k +1 与直线 y =- x +2 的交点位于第一象限,则实数 k 的取值范围是- ,答案⎝ 6 2⎭A .- B.C .- D. 5 510 5解析 因为 = ≠ ,所以两直线平行,将直线 3x +4y -12=0 化为 6x +8y -24=0,由题意可知|PQ|的最小值为这两条平行直线间的距离,即|-24-5| 29 62+82 10②l 1∥l 2,且坐标原点到这两条直线的距离相等. 解 ①∵l 1⊥l 2,∴a(a -1)-b =0,又∵直线 l 1 过点(-3,-1),∴-3a +b +4=0. 故 a =2,b =2.②∵直线 l 2 的斜率存在,l 1∥l 2, ∴直线 l 1 的斜率存在. a∴k 1=k 2,即b =1-a.又∵坐标原点到这两条直线的距离相等,∴l 1,l 2 在 y 轴上的截距互为相反数, 4b23题型二 两直线的交点与距离问题1.(2018· 西宁调研)若直线 l 与两直线 y =1,x -y -7=0 分别交于 M ,N 两点,且 MN 的中点是 P(1,-1),则直线 l 的斜率是()2 23 33 3 2 2答案 A解析 由题意,设直线 l 的方程为 y =k(x -1)-1,分别与 y =1,x -y -7=0 联立解得⎪232.若 P ,Q 分别为直线 3x +4y -12=0 与 6x +8y +5=0 上任意一点,则|PQ|的最小值为( )918 29 29A. B. C. D. 答案 C3 4 -126 8 5291012________.⎛ 1 1⎫⎪⎩y=-x+2,⎪⎩y=6k+1.(若2k+1=0,即k=-,则两直线平行)∴交点坐标为⎛2-4k6k+1⎫⎝2k+1,2k+1⎭.⎪⎩6k+1>0,解得-<k<.y=-x+2与x轴、y轴分别交于点A(4,0),B(0,2).⎝⎭7⎧⎪y=kx+2k+1,解析方法一由方程组⎨12⎧⎪x=2-4k,解得⎨2k+12k+112⎪又∵交点位于第一象限,∴⎧⎪2-4k>0,⎨2k+12k+11162方法二如图,已知直线12而直线方程y=kx+2k+1可变形为y-1=k(x+2),表示这是一条过定点P(-2,1),斜率为k 的动直线.∵两直线的交点在第一象限,∴两直线的交点必在线段AB上(不包括端点),∴动直线的斜率k需满足k PA<k<k PB.1111∵kPA=-6,k PB=2.∴-6<k<2.4.已知A(4,-3),B(2,-1)和直线l:4x+3y-2=0,若在坐标平面内存在一点P,使|P A|=|PB|,且点P到直线l的距离为2,则P点坐标为________________.答案(1,-4)或⎛27,-8⎫解析设点P的坐标为(a,b).∵A(4,-3),B(2,-1),∴线段AB的中点M的坐标为(3,-2).43 2 ⎧a =27,或⎨⎩ 8 ∴所求点 P 的坐标为(1,-4)或⎝ 7 ,-7⎭.B而 AB 的斜率 k AB =--+1=-1,∴线段 AB 的垂直平分线方程为 y +2=x -3,即 x -y -5=0.∵点 P(a ,b )在直线 x -y -5=0 上,∴a -b -5=0.①又点 P(a ,b )到直线 l :4x +3y -2=0 的距离为 2,∴ |4a +3b -2|=2,即 4a +3b -2=±10,42+32②⎧⎪a =1,由①②联立解得⎨⎪b =-47⎩b =-7.⎛278⎫思维升华 (1)求过两直线交点的直线方程的方法先求出两直线的交点坐标,再结合其他条件写出直线方程.(2)利用距离公式应注意:①点 P(x 0,y 0)到直线 x =a 的距离 d =|x 0-a|,到直线 y =b 的距离 d =|y 0-b |;②两平行线间的距离公式要把两直线方程中 x ,y 的系数化为相等.题型三 对称问题命题点 1 点关于点中心对称例 2 过点 P(0,1)作直线 l ,使它被直线 l 1:2x +y -8=0 和 l 2:x -3y +10=0 截得的线段被 点 P 平分,则直线 l 的方程为________________.答案 x +4y -4=0解析 设 l 1 与 l 的交点为 A(a,8-2a),则由题意知,点 A 关于点 P 的对称点 B(-a,2a -6)在 l 2 上,代入 l 2 的方程得-a -3(2a -6)+10=0,解得 a =4,即点 A(4,0)在直线 l 上,所以直线 l 的方程为 x +4y -4=0.命题点 2 点关于直线对称例 3 如图,已知 A(4,0), (0,4),从点 P(2,0)射出的光线经直线 AB 反射后再射到直线 OB 上, 最后经直线 OB 反射后又回到 P 点,则光线所经过的路程是()A .3 3B .6⎨ 2 - ⎧⎪x +x 0 y +y 0 ⎪⎩x -x =-(y -y ),⎧⎪x 0=y -2,⎩ ⎪⎩A · a +m +B · b +n+C =0.C .2 10D .2 5答案 C解析 直线 AB 的方程为 x +y =4,点 P(2,0)关于直线 AB 的对称点为 D(4,2),关于 y 轴的对称点为 C(-2,0),则光线经过的路程为|CD|= 62+22=2 10.命题点 3 直线关于直线的对称问题例 4 直线 2x -y +3=0 关于直线 x -y +2=0 对称的直线方程是______________.答案 x -2y +3=0解析 设所求直线上任意一点 P(x ,y),则 P 关于 x -y +2=0 的对称点为 P ′(x 0,y 0), 由0 02+2=0,得⎨ ⎪y 0=x +2,由点 P ′(x 0,y 0)在直线 2x -y +3=0 上, ∴2(y -2)-(x +2)+3=0,即 x -2y +3=0.思维升华 解决对称问题的方法(1)中心对称⎧⎪x ′=2a -x ,①点 P(x ,y)关于 Q(a ,b )的对称点 P ′(x ′,y ′)满足⎨⎪⎩y ′=2b -y .②直线关于点的对称可转化为点关于点的对称问题来解决.(2)轴对称① 点 A(a , b ) 关 于 直 线 Ax + By + C = 0(B ≠0) 的 对 称 点 A ′(m , n ) , 则 有⎧⎪ n -b ×⎛-A ⎫=-1, ⎨m -a⎝B ⎭22②直线关于直线的对称可转化为点关于直线的对称问题来解决.跟踪训练 2 已知直线 l :3x -y +3=0,求:(1)点 P(4,5)关于 l 的对称点;(2)直线 x -y -2=0 关于直线 l 对称的直线方程; (3)直线 l 关于(1,2)的对称直线.∴3×-+3=0.②y3y·⎧x′=-4x+3y-9,由①②得⎨4--2=0,∴x′+0=1,x′=2,y′+3=2,y′=1,∴M′(2,1).y′-y 解(1)设P(x,)关于直线l:x-y+3=0的对称点为P′(x′,′),∵k PP′k l=-1,即x′-x×3=-1.①又PP′的中点在直线3x-y+3=0上,x′+x y′+y225⎩y′=3x+5y+3.③④把x=4,y=5代入③④得x′=-2,y′=7,∴点P(4,5)关于直线l的对称点P′的坐标为(-2,7).(2)用③④分别代换x-y-2=0中的x,y,得关于l对称的直线方程为-4x+3y-93x+4y+355化简得7x+y+22=0.(3)在直线l:3x-y+3=0上取点M(0,3),关于(1,2)的对称点M′(x′,y′),22l关于(1,2)的对称直线平行于l,∴k=3,∴对称直线方程为y-1=3×(x-2),即3x-y-5=0.妙用直线系求直线方程在求解直线方程的题目中,可采用设直线系方程的方式简化运算,常见的直线系有平行直线系,垂直直线系和过直线交点的直线系.一、平行直线系例1求与直线3x+4y+1=0平行且过点(1,2)的直线l的方程.解由题意,设所求直线方程为3x+4y+c=0(c≠1),又因为直线过点(1,2),所以3×1+4×2+c=0,解得c=-11.因此,所求直线方程为3x+4y-11=0.二、垂直直线系由斜截式可知l的方程为y=-x+2,⎩例2求经过A(2,1),且与直线2x+y-10=0垂直的直线l的方程.解因为所求直线与直线2x+y-10=0垂直,所以设该直线方程为x-2y+C=0,又直线过点A(2,1),所以有2-2×1+C=0,解得C=0,即所求直线方程为x-2y=0.三、过直线交点的直线系例3求经过两直线l1:x-2y+4=0和l2:x+y-2=0的交点P,且与直线l3:3x-4y+5=0垂直的直线l的方程.⎧⎪x-2y+4=0,解方法一解方程组⎨得P(0,2).⎪x+y-2=0,34∵l3的斜率为4,且l⊥l3,∴直线l的斜率为-3,43即4x+3y-6=0.方法二设直线l的方程为x-2y+4+λ(x+y-2)=0,即(1+λ)x+(λ-2)y+4-2λ=0.又∵l⊥l3,∴3×(1+λ)+(-4)×(λ-2)=0,解得λ=11.∴直线l的方程为4x+3y-6=0.1.直线2x+y+m=0和x+2y+n=0的位置关系是()A.平行C.相交但不垂直B.垂直D.不能确定答案C1解析直线2x+y+m=0的斜率k1=-2,直线x+2y+n=0的斜率k2=-2,则k1≠k2,且k1k2≠-1.故选C.2.已知直线l1:x+my+7=0和l2:(m-2)x+3y+2m=0互相平行,则实数m等于() A.-1或3C.-3答案AB.-1D.1或-3当 m ≠0 时,由题意得, = ≠ ,4+2解析 方法一 因为直线 x +2y -9=0 的斜率为- ,所以与直线 x +2y -9=0 平行的直线的斜率为- ,所以所求直线的点斜式方程为 y -2=- (x +3),A. B .4 2 C. D .2 2∴ 1 a 6= ≠ ,解得 a =-1,解析 当 m =0 时,显然不符合题意;m -2 3 2m1 m 7解得 m =-1 或 m =3,故选 A.3.已知过点 A(-2,m )和 B(m,4)的直线为 l 1,直线 2x +y -1=0 为 l 2,直线 x +ny +1=0 为l 3.若 l 1∥l 2,l 2⊥l 3,则实数 m +n 的值为( ) A .-10 B .-2 C .0 D .8答案 A解析 因为 l 1∥l 2,所以 k AB = m -m =-2.解得 m =-8.1又因为 l 2⊥l 3,所以-n ×(-2)=-1,解得 n =-2,所以 m +n =-10.4.过点 M (-3,2),且与直线 x +2y -9=0 平行的直线方程是( )A .2x -y +8=0C .x +2y +4=0 B .x -2y +7=0D .x +2y -1=0答案 D1212又所求直线过 M (-3,2),12化为一般式得 x +2y -1=0.故选 D.方法二 由题意,设所求直线方程为 x +2y +c =0,将 M (-3,2)代入,解得 c =-1,所以所求直线为 x +2y -1=0.故选 D.5.若直线 l 1:x +ay +6=0 与 l 2:(a -2)x +3y +2a =0 平行,则 l 1 与 l 2 之间的距离为( )4 2 8 2 3 3答案 C解析 ∵l 1∥l 2,∴a ≠2 且 a ≠0,a -2 3 2a 2∴l 1 与 l 2 的方程分别为 l 1:x -y +6=0,l 2:x -y +3=0,11⎪6-2⎪A.B.-C.2D.-2答案34ax x⎩⎨2n725故m+n=.⎩⎪3⎪82∴l1与l2的距离d=2=3.6.已知直线l1:y=2x+3,直线l2与l1关于直线y=-x对称,则直线l2的斜率为() 1122答案A解析直线y=2x+3与y=-x的交点为A(-1,1),而直线y=2x+3上的点(0,3)关于y=-x1-01的对称点为B(-3,0),而A,B两点都在l2上,所以kl2=-1-(-3)=2.7.已知直线l1:+y-6=0与l2:+(a-2)y+a-1=0相交于点P,若l1⊥l2,则a=________,此时点P的坐标为________.答案1(3,3)解析∵直线l1:ax+y-6=0与l2:x+(a-2)y+a-1=0相交于点P,且l1⊥l2,∴a×1+1×(a-2)=0,⎧⎪x+y-6=0,即a=1,联立方程⎨⎪x-y=0,易得x=3,y=3,∴P(3,3).8.将一张坐标纸折叠一次,使得点(0,2)与点(4,0)重合,点(7,3)与点(m,n)重合,则m+n=________.5解析由题意可知,纸的折痕应是点(0,2)与点(4,0)连线的中垂线,即直线y=2x-3,它也是点(7,3)与点(m,n)连线的中垂线,⎧⎪3+n=2×7+m-3,2于是⎪⎩m-3=-1,⎧m=3,解得⎨5⎩n=31,3459.直线l1:y=2x+3关于直线l:y=x+1对称的直线l2的方程为______________.答案x-2y=0⎧⎪y=2x+3,解析由⎨⎪y=x+1,解得直线l1与l的交点坐标为(-2,-1),所以可设直线l2的方程为y+1=k(x+2),即kx-y+2k-1=0.12解得 k = (k =2 舍去),-3+a b +4⎪- +3=0,⎩所以所求直线的方程为 = ,即 6x -y -6=0.⎪ ⎪ ⎩ ⎩在直线 l 上任取一点(1,2),由题设知点(1,2)到直线 l 1,l 2 的距离相等,由点到直线的距离公式 得|k -2+2k -1| |2-2+3|= ,k 2+1 22+112所以直线 l 2 的方程为 x -2y =0.10.已知入射光线经过点 M (-3,4),被直线 l :x -y +3=0 反射,反射光线经过点 N (2,6),则反射光线所在直线的方程为______________.答案 6x -y -6=0解析 设点 M (-3,4)关于直线 l :x -y +3=0 的对称点为 M ′(a ,b ),则反射光线所在直线过点 M ′,⎧⎪ b -4 · 1=-1, 所以⎨a -(-3) 2 2解得 a =1,b =0.又反射光线经过点 N (2,6),y -0 x -16-0 2-111.已知方程(2+λ)x -(1+λ)y -2(3+2λ)=0 与点 P(-2,2).(1)证明:对任意的实数 λ,该方程都表示直线,且这些直线都经过同一定点,并求出这一定点的坐标;(2)证明:该方程表示的直线与点 P 的距离 d 小于 4 2.(1)解 显然 2+λ 与-(1+λ)不可能同时为零,故对任意的实数 λ,该方程都表示直线. ∵方程可变形为 2x -y -6+λ(x -y -4)=0,⎧2x -y -6=0, ⎧x =2, ∴⎨ 解得⎨⎪x -y -4=0, ⎪y =-2,故直线经过的定点为 M (2,-2).(2)证明 过 P 作直线的垂线段 PQ ,由垂线段小于斜线段知|PQ|≤|PM|,当且仅当 Q 与 M 重合时,|PQ|=|PM|,此时对应的直线方程是 y +2=x -2,即 x -y -4=0.但直线系方程唯独不能表示直线 x -y -4=0,∴M 与 Q 不可能重合,而|PM|=4 2,∴|PQ|<4 2,故所证成立.12.已知三条直线:l 1:2x -y +a =0(a>0);l 2:-4x +2y +1=0;l 3:x +y -1=0,且 l 1 与 l 213间的距离是 .⎪a -⎛-1⎫⎪解 (1)直线 l 2:2x -y - =0,所以两条平行线 l 1 与 l 2 间的距离为 d = 2 22+(-1)2 10 ⎪a +1⎪5=10,即⎪a +2⎪= ,又 a >0,解得 a =3. ⎪c +1⎪5 = 2x -y +c =0 上,且,即 c = 或 , 2|x 0+y 0-1| ⎩ ⎧x =1,解得⎨所以存在点 P ⎝9,18⎭同时满足三个条件. 377 510(1)求 a 的值;(2)能否找到一点 P ,使 P 同时满足下列三个条件:①点 P 在第一象限;1②点 P 到 l 1 的距离是点 P 到 l 2 的距离的2;③点 P 到 l 1 的距离与点 P 到 l 3 的距离之比是 2∶ 5.若能,求点 P 的坐标;若不能,说明理由.1 ⎪ ⎝ 2⎭⎪ 7 5 = ,⎪ 2⎪ 7 5 所以⎪ 1⎪ 72(2)假设存在点 P ,设点 P(x 0,y 0).若 P 点满足条件②,则 P 点在与 l 1,l 2 平行的直线 l ′:|c -3| 1⎪ 2⎪ 2 513 112 613 11所以 2x 0-y 0+ 2 =0 或 2x 0-y 0+ 6 =0;若 P 点满足条件③,由点到直线的距离公式,有 |2x 0-y 0+3|= ,5 5 2即|2x 0-y 0+3|=|x 0+y 0-1|, 所以 x 0-2y 0+4=0 或 3x 0+2=0;由于点 P 在第一象限,所以 3x 0+2=0 不可能. 13联立方程 2x 0-y 0+ 2 =0 和 x 0-2y 0+4=0,⎧⎪x 0=-3,解得⎨ 1⎪y 0=2,(舍去)11联立方程 2x 0-y 0+ 6 =0 和 x 0-2y 0+4=0,9⎩y 0=18.⎛1 37⎫14⎪⎩y+2=2×-4+x,∴BC所在直线方程为y-1=(x-3),-1-(-4)⎪⎩⎪⎩⎩13.已知直线y=2x是△ABC中∠C的平分线所在的直线,若点A,B的坐标分别是(-4,2),(3,1),则点C的坐标为()A.(-2,4)C.(2,4)答案C解析设A(-4,2)关于直线y=2x B.(-2,-4)D.(2,-4)的对称点为(x,y),则⎧⎪y-2×2=-1,⎨x+422解得⎧⎪x=4,⎨⎪⎩y=-2,-2-14-3即3x+y-10=0.同理可得点B(3,1)关于直线y=2x的对称点为(-1,3),3-2∴AC所在直线方程为y-2=(x+4),即x-3y+10=0.⎧3x+y-10=0,联立⎨⎪x-3y+10=0,⎧x=2,解得⎨⎪y=4,则C(2,4).故选C.14.若三条直线y=2x,x+y=3,mx+ny+5=0相交于同一点,则点(m,n)到原点的距离的最小值为()A.5B.6C.23D.25答案A⎧⎪y=2x,解析联立⎨解得x=1,y=2.⎪x+y=3,把(1,2)代入mx+ny+5=0可得,m+2n+5=0.∴m=-5-2n.∴点(m,n)到原点的距离d=m2+n2=(5+2n)2+n2=5(n+2)2+5≥5,当n=-2,m=-1时取等号.∴点(m,n)到原点的距离的最小值为 5.15故 AB 的中点为⎝2,1⎭,k AB =-2,故 AB 的中垂线方程为 y -1= ⎝x -2⎭,y =k(x -3-1)+b +5-2,即 y =kx +3-4k +b ,∴b =3-4k +b ,解得 k = ,∴直线 l 的方程为 y = x +b ,直线 l 1 为 y = x + +b ,取直线 l 上的一点 P ⎝m ,b + 4 ⎭,则点 P 关于点(2,4)的对称点为⎝4-m ,8-b - 4 ⎭, ∴8-b - = (4-m )+b + ,解得 b = .∴直线 l 的方程是 y = x + ,即 6x -8y +9=0.15.数学家欧拉在 1765 年提出定理:三角形的外心、重心、垂心依次位于同一直线上,且重心到外心的距离是重心到垂心距离的一半.这条直线被后人称为三角形的欧拉线.已知△ABC的顶点 A(1,0),B(0,2),且 AC =△BC ,则 ABC 的欧拉线的方程为()A .4x +2y +3=0C .x -2y +3=0 B .2x -4y +3=0D .2x -y +3=0答案 B解析 因为 AC =BC ,所以欧拉线为 AB 的中垂线,又 A(1,0),B(0,2),⎛1 ⎫1⎛ 1⎫ 2即 2x -4y +3=0.16.在平面直角坐标系 xOy 中,将直线 l 沿 x 轴正方向平移 3 个单位长度,沿 y 轴正方向平移 5 个单位长度,得到直线 l 1.再将直线 l 1 沿 x 轴正方向平移 1 个单位长度,沿 y 轴负方向平 移 2 个单位长度,又与直线 l 重合.若直线 l 与直线 l 1 关于点(2,4)对称,求直线 l 的方程. 解 由题意知直线 l 的斜率存在,设直线 l 的方程为 y =kx +b ,将直线 l 沿 x 轴正方向平移 3个单位长度,沿 y 轴正方向平移 5 个单位长度,得到直线 l 1:y =k(x -3)+5+b ,将直线 l 1 沿 x 轴正方向平移 1 个单位长度,沿 y 轴负方向平移 2 个单位长度,则平移后的直线方程为343 3 11 ⎛ 3m ⎫4 4 4⎛ 3m ⎫3m 3 11 94 4 4 8 3 94 816。

【步步高】高考数学总复习 第九章 平面解析几何强化训练 理 北师大版

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压轴题目突破练——平面解析几何A 组 专项基础训练 (时间:40分钟)一、选择题1. 已知两条直线l 1:y =x ,l 2:ax -y =0,其中a 为实数,当这两条直线的夹角在⎝⎛⎭⎫0,π12内变动时,a 的取值范围是( )A .(0,1)B.⎝⎛⎭⎫33,3C.⎝⎛⎭⎫33,1∪(1,3)D .(1,3)答案 C解析 直线l 1的倾斜角为π4,依题意l 2的倾斜角的取值范围为⎝⎛⎭⎫π4-π12,π4∪⎝⎛⎭⎫π4,π4+π12,即⎝⎛⎭⎫π6,π4∪⎝⎛⎭⎫π4,π3,从而l 2的斜率a 的取值范围为⎝⎛⎭⎫33,1∪(1,3). 2. 若圆(x -3)2+(y +5)2=r 2上有且只有两个点到直线4x -3y -2=0的距离等于1,则半径r 的取值范围是( )A .(4,6)B .[4,6)C .(4,6]D .[4,6]答案 A解析 因为圆心(3,-5)到直线4x -3y -2=0的距离为|4×3-3×(-5)-2|42+32=5,所以当半径r =4时,圆上有1个点到直线4x -3y -2=0的距离等于1,当半径r =6时,圆上有3个点到直线4x -3y -2=0的距离等于1,所以圆上有且只有两个点到直线4x -3y -2=0的距离等于1时,4<r <6.3. 已知双曲线x 2a 2-y 2b2=1 (a >0,b >0)与抛物线y 2=8x 有一个公共的焦点F ,且两曲线的一个交点为P ,若|PF |=5,则双曲线的渐近线方程为( )A .y =±3xB .y =±33xC .y =±2xD .y =±22x答案 A解析 设点P (x 0,y 0).依题意得,焦点F (2,0),⎩⎪⎨⎪⎧x 0+2=5,y 20=8x 0,于是有x 0=3,y 20=24; ⎩⎪⎨⎪⎧a 2+b 2=4,9a 2-24b 2=1,由此解得a 2=1,b 2=3, 因此该双曲线的渐近线方程是y =±bax =±3x .4. 已知抛物线y 2=8x 的焦点F 到双曲线C :y 2a 2-x 2b 2=1(a >0,b >0)渐近线的距离为455,点P 是抛物线y 2=8x 上的一动点,P 到双曲线C 的上焦点F 1(0,c )的距离与到直线x =-2的距离之和的最小值为3,则该双曲线的方程为 ( )A.y 22-x 23=1 B .y 2-x 24=1C.y 24-x 2=1D.y 23-x 22=1 答案 C解析 由题意得,抛物线y 2=8x 的焦点F (2,0),双曲线C :y 2a 2-x 2b2=1(a >0,b >0)的一条渐近线的方程为ax -by =0,∵抛物线y 2=8x 的焦点F 到双曲线C :y 2a 2-x 2b 2=1(a >0,b >0)渐近线的距离为455,∴2a a 2+b 2=455,∴a =2b .∵P 到双曲线C 的上焦点F 1(0,c )的距离与到直线x =-2的距离之和的最小值为3, ∴|FF 1|=3,∴c 2+4=9,∴c =5, ∵c 2=a 2+b 2,a =2b ,∴a =2,b =1. ∴双曲线的方程为y 24-x 2=1,故选C.5. 已知椭圆E 的左、右焦点分别为F 1、F 2,过F 1且斜率为2的直线交椭圆E 于P 、Q 两点,若△PF 1F 2为直角三角形,则椭圆E 的离心率为( )A.53B.23C.23D.13答案 A解析 由题意可知,∠F 1PF 2是直角,且tan ∠PF 1F 2=2,∴|PF 2||PF 1|=2,又|PF 1|+|PF 2|=2a , ∴|PF 1|=2a 3,|PF 2|=4a3.根据勾股定理得⎝⎛⎭⎫2a 32+⎝⎛⎭⎫4a 32=(2c )2, 所以离心率e =c a =53.二、填空题6. 如果x 2k -2+y 21-k=-1表示焦点在y 轴上的双曲线,那么它的半焦距c 的取值范围是________. 答案 (1,+∞)解析 将原方程化成标准方程为y 2k -1-x 2k -2=1.由题意知k -1>0且k -2>0,解得k >2.又a 2=k -1,b 2=k -2,所以c 2=a 2+b 2=2k -3>1, 所以c >1,故半焦距c 的取值范围是(1,+∞).7. 若点(3,1)是抛物线y 2=2px 一条弦的中点,且这条弦所在直线的斜率为2,则p =________.答案 2解析 设弦两端点为P 1(x 1,y 1),P 2(x 2,y 2),则⎩⎪⎨⎪⎧y 21=2px 1y 22=2px 2,两式相减得,y 1-y 2x 1-x 2=2py 1+y 2=2.又∵y 1+y 2=2,∴p =2.8. 已知抛物线x 2=4y 的焦点为F ,经过F 的直线与抛物线相交于A ,B 两点,则以AB 为直径的圆在x 轴上所截得的弦长的最小值是________. 答案 2 3解析 由抛物线定义得以AB 为直径的圆与抛物线的准线相切,利用直角三角形中勾股定理得到弦长的解析式,再求弦长的最小值.设以AB 为直径的圆的半径为r ,则|AB |=2r ≥4,r ≥2,且圆心到x 轴的距离是r -1,所以在x 轴上所截得的弦长为2r 2-(r -1)2=22r -1≥23,即弦长的最小值是2 3. 三、解答题9. 已知椭圆C 的中心为坐标原点O ,一个长轴顶点为(0,2),它的两个短轴顶点和焦点所组成的四边形为正方形,直线l 与y 轴交于点P (0,m ),与椭圆C 交于异于椭圆顶点的两点A ,B ,且AP →=2PB →. (1)求椭圆的方程; (2)求m 的取值范围.解 (1)由题意,知椭圆的焦点在y 轴上,设椭圆方程为y 2a 2+x 2b2=1(a >b >0),由题意,知a =2,b =c ,又a 2=b 2+c 2,则b =2, 所以椭圆方程为y 24+x 22=1.(2)设A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),由题意,知直线l 的斜率存在, 设其方程为y =kx +m ,与椭圆方程联立,即⎩⎪⎨⎪⎧y 2+2x 2=4,y =kx +m ,消去y ,得 (2+k 2)x 2+2mkx +m 2-4=0, Δ=(2mk )2-4(2+k 2)(m 2-4)>0,由根与系数的关系,知⎩⎪⎨⎪⎧x 1+x 2=-2mk 2+k 2,x 1·x 2=m 2-42+k2,又AP →=2PB →,即有(-x 1,m -y 1)=2(x 2,y 2-m ), 所以-x 1=2x 2.则⎩⎪⎨⎪⎧x 1+x 2=-x 2,x 1x 2=-2x 22, 所以m 2-42+k 2=-2⎝⎛⎭⎫2mk 2+k 22.整理,得(9m 2-4)k 2=8-2m 2, 又9m 2-4=0时等式不成立,所以k 2=8-2m 29m 2-4>0,得49<m 2<4,此时Δ>0.所以m 的取值范围为⎝⎛⎭⎫-2,-23∪⎝⎛⎭⎫23,2. 10.已知中心在原点的椭圆C :x 2a 2+y 2b2=1的一个焦点为F 1(0,3),M (x,4)(x >0)为椭圆C 上一点,△MOF 1的面积为32.(1)求椭圆C 的方程;(2)是否存在平行于OM 的直线l ,使得直线l 与椭圆C 相交于A ,B 两点,且以线段AB 为直径的圆恰好经过原点?若存在,求出直线l 的方程;若不存在,说明理由. 解 (1)因为椭圆C 的一个焦点为F 1(0,3),所以c =3,b 2=a 2+9,则椭圆C 的方程为x 2a 2+y 2a 2+9=1,因为x >0,所以S △OMF 1=12×3×x =32,解得x =1.故点M 的坐标为(1,4).因为点M (1,4)在椭圆上,所以1a 2+16a 2+9=1,得a 4-8a 2-9=0,解得a 2=9或a 2=-1(不合题意,舍去), 则b 2=9+9=18,所以椭圆C 的方程为x 29+y 218=1.(2)假设存在符合题意的直线l 与椭圆C 相交于A (x 1,y 1),B (x 2,y 2)两点,其方程为y =4x +m (因为直线OM 的斜率k =4),由⎩⎪⎨⎪⎧y =4x +m ,x 29+y 218=1,消去y 化简,得18x 2+8mx +m 2-18=0. 进而得到x 1+x 2=-8m18,x 1·x 2=m 2-1818.因为直线l 与椭圆C 相交于A ,B 两点, 所以Δ=(8m )2-4×18×(m 2-18)>0, 化简得m 2<162,解得-92<m <9 2. 因为以线段AB 为直径的圆恰好经过原点, 所以OA →·OB →=0,所以x 1x 2+y 1y 2=0.又y 1y 2=(4x 1+m )(4x 2+m )=16x 1x 2+4m (x 1+x 2)+m 2, x 1x 2+y 1y 2=17x 1x 2+4m (x 1+x 2)+m 2 =17(m 2-18)18-32m 218+m 2=0.解得m =±102.由于±102∈(-92,92), 所以符合题意的直线l 存在,且所求的直线l 的方程为 y =4x +102或y =4x -102.B 组 专项能力提升 (时间:25分钟)1. 由直线y =x +1上的一点向圆(x -3)2+y 2=1引切线,则切线长的最小值为( )A .1B .2 2C.7D .3答案 C解析 如图所示,设直线上一点P ,切点为Q ,圆心为M ,则|PQ |即为切线长, MQ 为圆M 的半径,长度为1,|PQ |=|PM |2-|MQ |2=|PM |2-1,要使|PQ |最小,即求|PM |的最小值,此题转化为求直线y =x +1上的点到圆心M 的最小距离,设圆心到直线y =x +1的距离为d , 则d =|3-0+1|12+(-1)2=2 2.所以|PM |的最小值为2 2.所以|PQ |=|PM |2-1≥(22)2-1=7.2. 在抛物线y =x 2+ax -5(a ≠0)上取横坐标为x 1=-4,x 2=2的两点,过这两点引一条割线,有平行于该割线的一条直线同时与抛物线和圆5x 2+5y 2=36相切,则抛物线顶点的坐标为( )A .(-2,-9)B .(0,-5)C .(2,-9)D .(1,-6)答案 A解析 当x 1=-4时,y 1=11-4a ;当x 2=2时,y 2=2a -1,所以割线的斜率k =11-4a -2a +1-4-2=a -2.设直线与抛物线的切点横坐标为x 0,由y ′=2x +a 得切线斜率为2x 0+a ,∴2x 0+a =a -2,∴x 0=-1.∴直线与抛物线的切点坐标为(-1,-a -4),切线方程为y +a +4=(a -2)(x +1),即(a -2)x -y -6=0.圆5x 2+5y 2=36的圆心到切线的距离d =6(a -2)2+1.由题意得6(a -2)2+1=65,即(a -2)2+1=5.又a ≠0,∴a =4,此时,y =x 2+4x -5=(x +2)2-9, 顶点坐标为(-2,-9).3. 过椭圆x 2a 2+y 2b2=1(a >b >0)的左顶点A 且斜率为1的直线与椭圆的另一个交点为M ,与y轴的交点为B ,若|AM |=|MB |,则该椭圆的离心率为________. 答案63解析 由题意知A 点的坐标为(-a,0), 设直线的方程为y =x +a ,∴B 点的坐标为(0,a ),故M 点的坐标为⎝⎛⎭⎫-a 2,a2, 代入椭圆方程得a 2=3b 2,∴2a 2=3c 2,∴e =63. 4. 设抛物线y 2=2x 的焦点为F ,过F 的直线交该抛物线于A ,B 两点,则|AF |+4|BF |的最小值为________. 答案 92解析 设A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),则由抛物线定义可得|AF |+4|BF |=x 1+p2+4⎝⎛⎭⎫x 2+p 2=x 1+12+4⎝⎛⎭⎫x 2+12=x 1+4x 2+52,设直线AB 的方程为ky =x -12,联立抛物线方程得方程组⎩⎪⎨⎪⎧ky =x -12,y 2=2x消元整理得y 2-2ky -1=0,由根与系数的关系可得y 1y 2=-1,又A ,B 在抛物线上,代入方程得y 21y 22=2x 1·2x 2=4x 1x 2=1,即x 1x 2=14,因此根据基本不等式|AF |+4|BF |=x 1+4x 2+52≥2x 1×4x 2+52=2+52=92,当且仅当x 1=4x 2时取得最小值92.5. 已知抛物线Ω的顶点是坐标原点O ,焦点F 在y 轴正半轴上,过点F 的直线l 与抛物线交于M ,N 两点,且满足OM →·ON →=-3. (1)求抛物线Ω的方程;(2)若直线y =x 与抛物线Ω交于A ,B 两点,在抛物线Ω上是否存在异于A ,B 的点C ,使得经过A ,B ,C 三点的圆和抛物线Ω在点C 处有相同的切线?若存在,求出点C 的坐标;若不存在,请说明理由.解 (1)依题意,设抛物线Ω的方程为x 2=2py (p >0), 则F (0,p 2),由直线l 的斜率存在,设为k , 得l 的方程为y =kx +p2,联立方程⎩⎪⎨⎪⎧x 2=2py ,y =kx +p2,消去y 并整理, 得x 2-2pkx -p 2=0.设M (x 1,y 1),N (x 2,y 2),则x 1+x 2=2pk ,x 1x 2=-p 2, 又y 1y 2=(kx 1+p 2)(kx 2+p2)=k 2x 1x 2+12kp (x 1+x 2)+p 24=k 2·(-p 2)+12kp ·2kp +p 24=p 24.所以OM →·ON →=x 1x 2+y 1y 2=-p 2+p 24=-3,因为p >0,解得p =2,故所求抛物线Ω的方程为x 2=4y .(2)联立方程⎩⎪⎨⎪⎧x 2=4y ,y =x ,可求得A (0,0),B (4,4),假设抛物线Ω上存在异于A ,B 的点C ,且设C 的坐标为(t ,t 24)(t ≠0,t ≠4),使得经过A ,B ,C 三点的圆和抛物线Ω在点C 处有相同的切线,令圆心为E (a ,b ),则由⎩⎪⎨⎪⎧|EA |=|EB |,|EA |=|EC |,得⎩⎪⎨⎪⎧a 2+b 2=(a -4)2+(b -4)2,a 2+b 2=(a -t )2+(b -t 24)2, 即⎩⎪⎨⎪⎧a +b =4,4a +tb =2t +t 38,解得⎩⎨⎧a =-t 2+4t 8,b =t 2+4t +328. ①因为抛物线Ω在点C 处的切线斜率k ′=y ′|x =t =t2(t ≠0,t ≠4),又该切线与EC 垂直,所以b -t 24a -t ·t2=-1,即2a +bt -2t -t 34=0.②将①代入②得,2(-t 2+4t 8)+t ·t 2+4t +328-2t -t 34=0,即t 3-2t 2-8t =0,因为t ≠0,t ≠4,解得t =-2. 故存在点C 且坐标为(-2,1).。

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高中数学学习材料唐玲出品1.德摩根公式:();()U U U U U U C A B C A C B C A B C A C B ==.2.包含关系:A B ⊆⇔A B A A B B =⇔=U U C B C A ⇔⊆U A C B ⇔=∅U C A B R ⇔=.3.与空集有关的结论:①任何一个集合A 是它本身的子集. ②空集是任何非空集合的真子集. ③0{|0}0a A x ax b b =⎧=+==∅⇒⎨≠⎩. ④2{|0(0)}0A x ax bx c a =++=≠=∅⇒∆<. ⑤{|}A x m x n m n =<<=∅⇒≥.⑥0{|0}0a A x ax b b =⎧=+>=∅⇒⎨≤⎩. ⑦20{|0(0)}0a A x ax bx c a <⎧=++>≠=∅⇒⎨∆<⎩.⑧点集与数集的交集是∅.4.判断判断充分条件及必要条件的结论:原命题不易判断,可等价为逆否命题判断;小范围推出大范围;大范围推不出小范围.5.函数的奇偶性质结论:①()f x 为奇函数()()()()0f x f x f x f x ⇔-=-⇔-+=;()f x 为偶函数()()(||)()()0.f x f x f x f x f x ⇔=-=⇔--= ②若()f x a +为奇函数⇒()f x 的图像关于点)0,(a 中心对称; 若()f x a +为偶函数⇒()f x 的图像关于直线a x =对称;6.函数的周期性结论:①若()y f x =对 x R ∈时 ()()f x a f x a +=-恒成立,则 ()f x 的周 期 为 2||a ; ②若()y f x =是偶函数,其图像又关于直线x a =对称,则()f x 的周期为2||a ; ③若()y f x =奇函数,其图像又关于直线x a =对称,则()f x 的周期为4||a ;④若()y f x =关于点(,0)a ,(,0)b 对称,则()f x 的周期为2||a b -;⑤()y f x =的图象关于直线x a =,()x b a b =≠对称,则函数()y f x =的周期为2||a b -; ⑥()y f x =对x R ∈时,()()f x a f x +=-或1()()f x f x a +=±,则()y f x =的周期为2||a ;7. 函数的对称性常用结论:①若函数()y f x =对x R ∈时,()()f a x f a x +=-或()(2)f x f a x =-恒成立,则()y f x =图像关于直线x a =对称;②若()y f x =对x R ∈时,()()f a x f b x +=-恒成立,则()y f x =图像关于直线2a b x +=对称;③函数()y f x =与()y f x =--的图像关于原点成中心对称;函数()y f x =,()y n f m x =--的图像关于点22(,)m n对称;若)()(a x f x f +--=,则函数)(x f y =的图象关于点)0,2(a对称;8.与二次函数相关的图像绝对值变换:①||2x x x 2c bx ax y c bx ax y ++=−−−−−−−−−−−−→−++=轴上方轴为对称轴翻折到轴下方的图像以把;②y 22||||y ax bx c y a x b x c =++−−−−−−−−−−−−−−→=++保留右侧图像,再作右侧图像关于轴为对称的图形;③222||||x c y axbx y ax bx y ax bx c =+−−−−−−−−→=+−−−−−−−→=++把轴下方的图像翻着上去图像向上平移个单位.9.一元二次方程2()f x x px q =++=0的实根分布:①方程0)(=x f 在区间),(+∞m 内有根的充要条件为()0f m <或2402p q p m ⎧-≥⎪⎨->⎪⎩;②方程0)(=x f 在区间(,)m n 内有根的充要条件为()()0f m f n <;③方程0)(=x f 在区间(,)m -∞内有根的充要条件为()0f m <或2402p q p m ⎧-≥⎪⎨-<⎪⎩ .10.常用的指对数运算公式及结论: ①11m nm nmnaa a-==(0,,a m n N *>∈,且1n >).②log log log m a m NN a=(0a >,且1a ≠,0m >,且1m ≠, 0N >).③对数恒等式:log a NaN =(0a >,且1a ≠, 0N >).推论:log log m na a nb b m=(0a >,且1a ≠, 0N >). 11. 抽象函数与具体函数的对应:抽象函数)(x f 具有的性质特殊函数模型)()()(y f x f y x f +=+正比例函数)0()(≠=k kx x f)()()(y f x f xy f = 二次函数2)(x x f =)()()()()()(y f x f y x f y f x f y x f ÷=-=+指数函数)10()(≠<=a a x f x)()()()()()(y f x f y x f y f x f xy f -=÷+=对数函数)10(log )(≠<=a x x f a)()()()()(y f x g y g x f y x f ±=± 正弦函数x x f sin )(= )()()()()(y g x g y f x f y x f =±余弦函数x x f cos )(=)()(1)()()(y f x f y f x f y x f ±=±正切函数x x f tan )(=12121()[()()]22x x f f x f x +≤+ 凹函数12121()[()()]22x x f f x f x +≥+ 凸函数12. 等差数列的通项公式和前n 项和公式推论:①*11(1)()n a a n d dn a d n N =+-=+-∈,()n m a a n m d =+-,m n a a m nd --=;②1()2n n n a a S +=1(1)2n n na d -=+211()22d n a d n na =+-=中间项. 13.等比数列的通项公式前n 项和公式推论:①1*11()n n n a a a q q n N q-==⋅∈;②11(1),11,1n n a q q S q na q ⎧-≠⎪=-⎨⎪=⎩ 或11,11,1n n a a qq q S na q -⎧≠⎪-=⎨⎪=⎩.14.等差、等比对应重要性质:①如果数列{}n a 是等差数列,则数列{}n a A (n a A 总有意义)是等比数列;如果数列{}n a 是等比数列,则数列{log ||}(0,1)a n a a a >≠是等差数列;②在等差数列中,若m n l k m n l k a a a a +=+⇒+=+(反之不一定成立);特别地,当2m n p +=时,有2m n p a a a +=;在等比数列中,若m n l k m n l k a a a a +=+⇒=(反之不一定成立); 特别地,当2m n p +=时,有2m n P a a a =;15.常见裂项公式:111(1)1n n nn ++=-;1111()()n n k k nn k++=-;1111(1)(1)2(1)(1)(2)[]n n n n n n n -++++=-.16.二倍角公式及降幂公式 :sin 2sin cos ααα=22tan 1tan αα=+. 2222cos 2cos sin 2cos 112sin ααααα=-=-=-221tan 1tan αα-=+. 22tan tan 21tan ααα=-.221cos 21cos 2sin ,cos 22αααα-+== 2sin 21cos 2tan ,cos 1cos 2sin 2αααααα-==+ 21sin 2222(cos sin )|cos sin |θθθθθ±=±=± 17.三角函数图像的对称中心和对称轴的结论:①正弦函数sin ()y x x R =∈是奇函数,对称中心是()(),0k k Z π∈,对称轴是直线()2x k k Z ππ=+∈.函数sin()y A x ωϕ=+对称轴可由2x k πωϕπ+=+()k Z ∈解出;对称中心的横坐标是方程x k ωϕπ+=()k Z ∈的解,对称中心的纵坐标为0.对称性.18.ABC ∆中得到的结论:①sin sin()A B C =+,cos cos()A B C =-+,tan tan()A B C =-+. ②22sincosA B C +=,22cossinA B C +=,22tancotA B C +=.③sin sin a b A B A B >⇔>⇔>. ④锐角ABC ∆中,2A B π+>,sin cos ,cos cos A B A B ><.⑤tan tan tan tan tan tan A B C A B C ++=. 19.三角形中向量结论: ①AB AC +过BC 边的中点:||||||||()()AB AC AB AC AB AC AB AC +⊥-;②13()0PG PA PB PC GA GB GC G =++⇔++=⇔为ABC ∆的重心;③PA PB PB PC PA PC P ⋅=⋅=⋅⇔为ABC ∆的垂心; ④||||||0BC PA CA PB AB PC P ++=⇔为ABC ∆的内心;||||()(0)AB AC AB AC λλ+≠所在直线过ABC ∆内心.O 为ABC ∆的A ∠的旁心aOA bOB cOC ⇔=+.⑤设1122(,),(,)A x y B x y , 12AOB A B B A S x y x y ∆=-. 222121||||sin ||||()2ABC S AB AC A AB AC AB AC ∆==-⋅.⑥O 为ABC ∆内一点,则0BOC AOC AOB S OA S OB S OC ∆∆∆++=. 20.不等式恒成立、有解判断结论: 对于参数a 及函数(),y f x x A =∈.若()a f x ≥恒成立,则max ()a f x ≥;若()a f x ≤恒成立,则min ()a f x ≤; 若()a f x ≥有解,则min ()a f x ≥;若()a f x ≤有解,则max ()a f x ≤; 若()a f x =有解,则min max ()()f x a f x ≤≤. 21. 线性规划解题方法,目标函数常用的转化公式: ①,x zz ax by y b b =+⇒=-+与直线的截距相关联.②()()11;11;;(,)(,)()()b y y b ay b x y b y c b x b a z a ak k a b x y y c x a x c x c x c x c y ck x b---+++---=⇔⨯=⇔+=+⇔=⇒--+--+----;与的斜率③2222()()z x y ax by c z x m x n =++++⇒=-+-表示(,)x y 到(,)m n 两点距离的平方;④2222ax by c z ax by c z a b a b ++=++⇒=⨯++表示(,)x y 到直线0ax by c ++=的距离的22a b +倍.22. 圆的几何性质的结论:(1)过圆心的情况:圆的任意两条弦的垂直平分线的交点为圆心;分别过圆的两条切线的两个切点,并且与切线分别垂直的两条直线的交点为圆心;平分圆的直线过圆心;(2)圆上某点关于直线的对称点仍在圆上,此直线必过圆心;如果圆本身关于某条直线对称,则这条直线必过圆心;(3)半径、半弦长、弦心距构成直角三角形; (4)切线长定理、割线定理、弦切角定理. 23. 圆锥曲线中点弦斜率公式:在椭圆22221x y a b+=中,以00(,)P x y 为中点的弦所在直线斜率2020b x k a y =-;在双曲线22221x y a b-=中,以00(,)P x y 为中点的弦所在直线斜率2020b x k a y =;在抛物线22(0)y px p =>中,以00(,)P x y 为中点的弦所在直线的斜率0p y k =.24. 解析几何与向量综合的有关结论:⑴给出直线的方向向量(1,)u k =或(,)u m n =.等于已知直线的斜率k 或n m ;⑶给出0=+PN PM ,等于已知P 是MN 的中点;⑷给出()AP AQ BP BQ λ+=+,等于已知Q P ,与AB 的中点三点共线; ⑸给出以下情形之一: ①AC AB //; ②存在实数λ,使AB AC λ=; ③若存在实数,αβ, 且1αβ+=;使OC OA OB αβ=+,等于已知C B A ,,三点共线.⑺给出0=⋅MB MA ,等于已知MB MA ⊥,即AMB ∠是直角,给出0<=⋅m MB MA ,等于已知AMB ∠是钝角或反向共线,给出0>=⋅m MB MA ,等于已知AMB ∠是锐角或同向共线.⑻给出||||()MAMBMA MB MP λ+=,等于已知MP 是AMB ∠的平分线.⑼在平行四边形ABCD 中,给出0)()(=-⋅+AD AB AD AB ,等于已知ABCD 是菱形. ⑽在平行四边形ABCD 中,给出||||AB AD AB AD +=-,等于已知ABCD 是矩形. ⑾在ABC ∆中,给出12()AD AB AC =+,等于已知AD 是ABC ∆中BC 边的中线. 25.正四面体(设棱长为a )的性质: ①全面积23S a =;②体积3212V a =;③对棱间的距离22d a =;④相邻面所成二面角13arccos α=;⑤外接球半径64R a =;⑥内切球半径612r a =;⑦与正四面体各棱都相切的球的半径为相对棱的一半:24r a '=.⑧正四面体内任一点到各面距离之和为定值63h a =.26.直角四面体的性质:(直角四面体—三条侧棱两两垂直的四面体).在直角四面体O ABC -中,,,OA OB OC 两两垂直,令,,OA a OB b OC c ===,则⑴底面三角形ABC 为锐角三角形;⑵直角顶点O 在底面的射影H 为三角形ABC 的垂心;⑶2BOC BHC ABC S S S ∆∆∆=; ⑷2222AOB BOC COA ABC S S S S ∆∆∆∆++=;⑸22221111OHabc=++;⑹外接球半径22212a b c R ++=.27.长方体的性质:②如果三棱锥的三条侧棱互相垂直并且相等,则可以补形为一个正方体,它的外接球的球心就是三棱锥的外接球的球心。

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