1 解析幾何與平面幾何知識(shí)的融合?搖
1. 如圖1,設(shè)△ABC的內(nèi)切圓與AB相切于點(diǎn)D,則D(3,0),所以AD=8,DB=2. CA-CB=AF+FC-(CE+BE)=AF-BE=AD-BD=6,所以動(dòng)點(diǎn)C的軌跡是以A(-5,0),B(5,0)為焦點(diǎn),實(shí)軸長為6的雙曲線的右支,其方程為■-■=1(x>3). 故選B.
■
圖1
2. 如圖2,設(shè)AK=a. 則由拋物線的定義可知,AF=a,作AD⊥x軸于D,由于∠AFD=60°且F(1,0),所以A1+■,■a. 因?yàn)辄c(diǎn)A在拋物線y2=4x上,所以有■a2=4+2a, 解得a=4,所以AD=2■,△AKF的面積S=■AK·AD=4■. 選C.
2 解析幾何與方程知識(shí)的融合
1. 直線方程為y=■x,則點(diǎn)c,■c在橢圓上,即■+■=1,化簡得2a4-5a2c2+2c4=0,所以■=■,e=■.?搖?搖?搖
2. 設(shè)雙曲線的方程為■-■=1,右焦點(diǎn)為F(c,0),其中a,b,c∈R+,c2=a2+b2. 設(shè)A(x1,y1),B(x2,y2),■=t(t>0). 直線AB的方程為x=■y+c,由■x2-■y2=c2,x-■y■=c2■可得(1+t)x2-1+■y2=x2-2■xy+■y2,即■+■■■-2■■-t=0. 由于kOA·kOB=■■=-1,所以■+■-t=0,解得t=3,即b2=3a2,c=2a,故雙曲線的方程為3x2-y2=3a2.把直線AB的方程x=■y+2a代入雙曲線方程可得4y2+4■ay+9a2=0,所以(y1-y2)2=(y1+y2)2-4y1y2=6a2. 又因?yàn)锳B2=(x1-x2)2+(y1-y2)2=■(y1-y2)2=16,所以(y1-y2)2=6=6a2,即a2=1,故雙曲線的方程為x2-■=1.
3 解析幾何與函數(shù)知識(shí)的融合
(1)容易得到橢圓的方程為■+y2=1. 設(shè)直線MA的斜率為k,則直線MB的斜率為-k,直線MA的方程為y-■=k(x+1),即y=k(x+1)+■,將其代入橢圓方程得[(x+1)-1]2+2k(x+1)?搖+■■=2,即(x+1)[(1+2k)2?搖·(x+1)?搖+2■k-2]=0,所以xA=-1+■,yA=■+■;同理可得,xB=-1+■,yB=■+■. 所以y■-y■=■,xA-xB=■,故kAB=■=■=-■(定值).
(2)由(1)可知直線AB的斜率為-■,所以可設(shè)直線AB的方程為x=-■y+t. 作MN∥x軸交線段AB于N,則Nt-1,■,MN=t. 把x=-■y+t代入x2+2y2=2,可得4y2-2■ty+t2-2=0,故有y■+y■=■t,y■·y■=■(t2-2),所以可得y■-y■2=y■+y■2-4yAyB=■(4-t2),即y■-y■=■■. △MAB的面積S=f(t)=■MNy■-y■=■·t■=■■≤■·■=■,由4-t2=t2可得t= ±■. 所以當(dāng)t=±■時(shí),△MAB的面積S取最大值■.
4 解析幾何與向量知識(shí)的融合
1. D
2. 設(shè)Q(x,y),■=-■=λ,λ≠-1,若λ=-1,則A為P,B的中點(diǎn),這顯然不可能. 由于A(x1,y1),B(x2,y2),P(4,1),所以4=■①,1=■②;x=■③,y=■④.
①×③得4x=■,②×④得y=■,又因?yàn)閤■■+2y■■=8 ⑤,x■■+2y■■=8 ⑥.
⑤-⑥×λ2可得x■■-λ2x■■+2(y■■-λ2y■■)=8(1-λ2),即■+2·■=8,即2x+y=4. 由方程組2x+y=4,x2+2y2=8解得x=■或x=■. 因此所求Q點(diǎn)的軌跡方程為:2x+y=4■ 5 解析幾何與不等式知識(shí)的融合 1. 設(shè)PF1=u,PF2=v,則u=2a+v,S=■=■=v+■+4a≥2■+4a=8a. 由v=■得v=2a,由于v=PF2≥c-a,故c-a≤2a,e≤3,即e∈(1,3]. 故選D. 2. ①正確,a2+b2=(a2+b2)·■+■=x2+y2+■+■≥(x+y)2; ②正確,■+■=■+■·■+■=■+■+■+■≥■+■■; ③正確,■+■=■+■·■+■=1+1+■+■≥4; ④正確,1=■+■■+■=■+■+■+■≥■+■+2■=■+■■. 選D. 綜合測試 1. B 2. D 3. B 4. 根據(jù)題意可設(shè)M■,y■,N■,y■,直線MN:x=ty+m,將直線代入拋物線方程得y2-2pty-2pm=0,則y1+y2=2pt,y1y2=-2pm. 又易知P0,■,且由■=λ■可得■,y■+■=λm-■,-y■,所以■=λm-■ ①,y■+■=λ(-y■)②,所以λ=-1-■. 同理μ=-1-■,所以得λ+μ=-2-■■+■=-2-■■=-2-■■=-1,故選C. 5. 由題意可得焦點(diǎn)F(1,0),設(shè)A■,y■,B■,y■,將■+2■+3■=0變形為■=■■+■■. 令■=■,即F是B與B′的中點(diǎn),則有■=■■+■■. 因?yàn)椤?■=1,所以O(shè),B′,A三點(diǎn)共線,且■=2■,代入坐標(biāo)得2y■+3y■=0 ①,2y■■+3y■■=24 ②,解得y■■=■,y■■=■. 又由①知y■,y■異號(hào),所以y■y■=-■. 由直線AB:y-y1=■x-■,令y=0得x=-■=■,故選B. 6. 由題意,直線AB的斜率存在,故設(shè)其方程為y=kx+1 ①,當(dāng)k=0時(shí),y■=y■=1,所以■+■=2 ②;當(dāng)k≠0時(shí),將直線x=■代入x2=4y并整理得y2-(2+4k2)y+1=0,則■+■=■=2+4k2>2. 綜合①②知■+■∈[2,+∞). 7. 易知(PQ-PR)max=PQmax-PRmin,首先將P看做定點(diǎn),則當(dāng)Q,R運(yùn)動(dòng)時(shí),PQmax=PC2■+1,PRmin=PC3■-1,故此時(shí)(PQ-PR)max=PC2■-PC3■+2. 然后將P還原為動(dòng)點(diǎn),觀察發(fā)現(xiàn)C3,C2恰為雙曲線C1的左、右焦點(diǎn),即當(dāng)P點(diǎn)在雙曲線C1左支上運(yùn)動(dòng)時(shí),PC2■-PC3■恒為雙曲線實(shí)軸長2a=8,所以(PQ-PR)max=10. 8. 因?yàn)锳,P,B三點(diǎn)共線,故m+n=1. 又mn=■,得m=■,n=■,即■=■■+■■,從而■=2■. 又易知Ac,■,Pc,■,Bc,-■,所以■=2·■,即3b=c,9b2=c2,又b2=c2-a2,所以8c2=9a2,所以e=■. 9. (1)因?yàn)辄c(diǎn)P,Q在拋物線C1:y=■x2-2上,所以可設(shè)其坐標(biāo)為Pm,■-2,Qn,■-2. 由題意知A(0,-2),所以k■=■=■,k■=■=■. 由題意得■=-■,即mn=-4. 又易知k■=■(m+n),所以得直線PQ的方程為:y-■-2=■(m+n)(x-m),SqZ3KISaFDBqWGISV4dfww==令x=0得y=t=■-2+■(m+n)(-m)=-2-■mn=-1,即所求t的值為-1. (2)設(shè)M(x■,y■),N(x■,y■),由題意k=■(m+n),又由(1)可知PQ過點(diǎn)(0,-1),所以PQ的方程可寫成y=■(m+n)x-1=kx-1,代入橢圓方程C2:■+x2=1得(4+k2)x2-2kx-3=0,x1+x2=■,x1x2=■,從而可得■+■=■+■=■+■=■=■=-k. 又k>0,從而■-■-■=■+k≥2(當(dāng)且僅當(dāng)k=1時(shí)等號(hào)成立),即當(dāng)k=1時(shí),得m+n=4,mn=-4,解得m=2-2■,或n=2+2■,■-■-■■=2. 10. (1)由■·■=0知,點(diǎn)M在以F1F2為直徑的圓周上,又點(diǎn)M在橢圓上,所以此圓與橢圓有交點(diǎn),所以b≤c,即1≤■,所以a2≥2,即amin=■. (2)當(dāng)a取最小值■時(shí),橢圓方程為■+y2=1,點(diǎn)C(■,0). 設(shè)直線CD的方程:y=k(x-■)(k≠0),則P點(diǎn)坐標(biāo)為(0,-■k). 聯(lián)立直線與橢圓方程并消去y得(1+2k2)x2-4■k2x+4k2-2=0,由韋達(dá)定理得xCxD=■,又xC=■,所以xD=■. 聯(lián)立直線BC:y=■(x-■),AD:y=■x+1,消去x同時(shí)代入y■=k(xD-■)得y■=■(■+■yQ)+1,又xD=■,所以可得y■=■(■+■y■)+1,從而解得y■=-■,所以■·■=(0,-■k)·(xQ,yQ)=-■k·yQ=(-■k)·-■=1(為定值). 11. (1)設(shè)動(dòng)點(diǎn)M(x,y),P(x1,y1),則Q(x1,0),所以■=(x1-x,-y),■=(0,-y■),故由■■=■得x1=x,y1=■y①. 又點(diǎn)P在圓x2+y2=2上,所以x■■+y■■=2②. 將①代入②即得動(dòng)點(diǎn)M的軌跡C2的方程為■+y2=1. (2)由題意設(shè)T(-2,t)(t∈R),則切點(diǎn)弦AB的方程為:-2x+ty=2,即y=■x+■. 代入C■得1+■x2+■x+■-2=0,即(t2+8)x2+16x+8-2t2=0,所以得CD=■·■=■. 又在圓C1中易求得AB=2■,所以■=■■·1+■. 令m=■∈[1,■),則■=■m(3-m2). 令g(m)=m(3-m2)=3m-m3,求其導(dǎo)數(shù)得g′(m)=3-3m2,易知當(dāng)m∈[1,■)時(shí)g′(m)≤0,故g(m)在[1,■)上單調(diào)遞減,所以g(m)∈(g(■),g(1)],又g(■)=■,g(1)=2,所以■∈(1,■]. 12. (1)設(shè)M(x1,y1)(x1>1),N(x2,y2),直線l:y-2=k(x+1),由題意kAB= -■. 又AB⊥l,所以k=2,故直線l:y-2=2(x+1),即y=2x+4. 聯(lián)立y=2x+4,y=x2,■消去y得x2-2x-4=0,則x1+x2=2,x1x2=-4,故所求k1·k2=■·■=■·■=x1x2+(x1+x2)+1=-1. (2)設(shè)點(diǎn)B到直線MN的距離為h,則■=■=■. 由弦長公式MA=■·x1-(-1)=■·(x■+1),同理NA=■·-1-x2,即■=■①. 聯(lián)立直線l與拋物線方程并消去y,得x2-kx-(k+2)=0,所以x1=■,x2=■. 由x1>1及k≤1可得k∈-■,1,將x1,x2代入①,得■=■=■+1,可以判斷■是關(guān)于k在-■,1上的增函數(shù). 設(shè)■=f(k),則■∈f-■,f(1),而f-■=4,f(1)=■,所以■∈4,■. ■
數(shù)學(xué)教學(xué)通訊·初中版2013年3期