【文档说明】黑龙江省牡丹江市第一高级中学2023-2024学年高二上学期10月月考试题+数学+含解析.docx,共(25)页,1.438 MB,由小赞的店铺上传
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2022级高二学年上学期10月份月考数学试卷考试时间:120分钟分值:150分一、单选题(每小题5分,有且只有一个正确选项)1.过点()1,4A的直线在两坐标轴上的截距之和为零,则该直线方程为()A.30x
y−+=B.50xy+−=C.40xy−=或50xy+−=D.40xy−=或30xy−+=2.直线l经过2(2,1),(1,)(R)ABmm两点,那么直线l的倾斜角的取值范围为()A.[0,π)B.π0,4∪3π,π4C
.π0,4D.ππ0,,π423.设椭圆221:15xCy+=,()2222:1039xyCbb+=的离心率分别为1e,2e,若2156ee=,则b=()A.1B.2C.2D.34.“lg0m”是“方程()2211mxym−+=−表
示椭圆”的()A充要条件B.必要不充分条件C.充分不必要条件D.既不充分也不必要条件5.已知双曲线2222100xyabab−=(,)的左焦点为1FO,为坐标原点,右焦点为()22,0F,点P为双曲线右支上的一点,且
122122FFPFPFF=,的周长为10M,为线段2PF的中点,则OM=()A.1B.2C.3D.46.已知1F,2F是椭圆的两个焦点,满足120MFMF=的点总在椭圆内部,则椭圆离心率的取值范围是()A1(0,)2B.2(0
,)2C.1(,1)2D.2(,1)2..7.已知点()(),0Mxyx满足方程2222(1)(1)4xyxy++++−=,点()()0,2,0,2AB−.若MA斜率为1,kMB斜率为2k,则12kk的值
为()A.43−B.34−C.12−D.2−8.已知10xy++=,则()22222222+−−++−+xyxyxy的最小值为()A.5B.22C.10D.25二、多选题(每小题5分,有错误选项得0分,选项不全得2分)9.下列结论不正确的是().A.过点()1,3A,()3,1B−的直线的倾斜
角为30B.直线()()34330mxymm++−+=R恒过定点()3,3−−C.直线240xy+−=与直线2410xy++=之间的距离是52D.已知()2,3A,()1,1B−,点P在x轴上,则PAPB+的最小值是510.设
有一组圆()()()224:kCxkykk−+−=R,下列命题正确的是()A.不论k如何变化,圆心C始终在一条直线上B.所有圆kC均不经过点()3,0C.经过点()2,2的圆kC有且只有一个D.所有圆的面积均为411.设曲线C方程为22xyxy+=+,
下列选项中正确的有()A.由曲线C围成的封闭图形的面积为2π+B.满足曲线C的方程的整点(横纵坐标均为整数的点)有5个C.若M,N是曲线上的任意两点,则M,N两点间的距离最大值为22D.若P是曲线C上的任意一点,直线l:()()110mxny−+−=
,则点P到直线l的距离最大值为2212.已知椭圆C:22219xyb+=(0b),1F,2F分别为其左、右焦点,椭圆C的离心率为e,点M在椭圆上,点()2,2N在椭圆内部,则以下说法正确的是()的A.离心率e的取值范围为
150,5B.不存在点M,使得120MFMF+=C.当12e=时,1MFMN+的最大值为152D.1211MFMF+最小值为1三、填空题(每小题5分)13.已知点A(1,2)在圆C:22220xymxy++−+=外,则实数m
的取值范围为________.14.与椭圆221123xy+=有公共焦点,且离心率为32的双曲线方程为______.15.设点(),Pxy是圆:22(3)4xy−+=上的动点,定点()()0,2,0,2AB−,则PAPB+的最大值为____.16.古希腊著名数学家阿波罗尼斯
与欧几里得、阿基米德齐名.他发现:“平面内到两个定点A、B距离之比为定值(0且1)的点的轨迹是圆”.后来人们将这个圆以他的名字命名,称为阿波罗尼斯圆,简称阿氏圆,在平面直角坐标系xOy中,()2,0A−、()2,0B,点P满足3PAPB=,则PA
PB的最小值为___________.四、解答题(共6道,满分70分,10+12+12+12+12+12)17.(1)求两条平行直线1:1250lxym−+=与2:125130lxym−++=间的距离;(2)若直线0axy+
=与直线2420axaya−+−=垂直,求a的值.18.直线l过点4,23P,且与x轴的正半轴、y轴的正半轴分别交于A,B两点,O为坐标原点.(1)若7OAOB+=,求直线l的方程;(2)当AOB的面积为
6时,求直线l的方程.19.在平面直角坐标系xOy中,已知圆221:1214600Oxyxy++−+=.设圆2O与x轴相切,与圆1O外切,且圆心2O在直线6x=−上.(1)求圆2O的标准方程;(2)设垂直于2OO的直线l与圆1O相交于
B,C两点,且37BC=,求直线l的方程.的的20.党的二十大报告提出要加快建设交通强国.在我国960万平方千米的大地之下拥有超过35000座,总长接近赤道长度的隧道(约37000千米).这些隧道样式多种多样,它们或傍
山而过,上方构筑顶棚形成“明洞”﹔或挂于峭壁,每隔一段开出“天窗”形成挂壁公路.但是更多时候它们都隐伏于山体之中,只露出窄窄的出入口洞门、佛山某学生学过圆的知识后受此启发,为山体隧道设计了一个圆弧形洞门样式,如图所示,路宽AB为16米,洞门最高处距路面4米.(1)建立适当的平面直角坐标
系,求圆弧AB的方程.(2)为使双向行驶的车辆更加安全,该同学进一步优化了设计方案,在路中间建立了2米宽的隔墙.某货车装满货物后整体呈长方体状,宽2米,高3.6米,则此货车能否通过该洞门?并说明理由.21.已知椭圆2222Γ:1(0)xyabab+=左右焦点分
别为12FF、,离心率为32.斜率为(0)kk的直线l(不过原点)交椭圆于两点AB、,当直线l过1F时,2AFB周长为8.(1)求椭圆Γ的方程;(2)设OAOB、斜率分别为12kk、,且12kkk、、依次成等比数列,求
k的值,并求当AOB面积为74时,直线l的方程.22.已知椭圆2222:1(0)xyCabab+=过点(0,3),且离心率为12.(1)求椭圆C的标准方程;(2)过动点(1,)Pt作直线交椭圆C于,
AB两点,且PAPB=,过P作直线l,使l与直线AB垂直,证明:直线l恒过定点,并求此定点的坐标.2022级高二学年上学期10月份月考数学试卷考试时间:120分钟分值:150分一、单选题(每小题5分,有且只有一个正确选项)1.过点()1,4A的直线在两坐标轴
上的截距之和为零,则该直线方程为()A.30xy−+=B.50xy+−=C.40xy−=或50xy+−=D.40xy−=或30xy−+=【答案】D【解析】【分析】可以分截距都为零和截距不为零两种情况进行考虑,截距为零,直线过原点,求出方程即可,截距部位零,利用截距式,设出方程求解即可;也
可以设出方程,求出截距,进行计算即可.【详解】解法一当直线过原点时,满足题意,此时直线方程为4yx=,即40xy−=;当直线不过原点时,设直线方程为()10xyaaa+=−,因为直线过点()1,4A,所
以141aa−=,解得3a=−,此时直线方程为30xy−+=.故选:D.解法二易知直线斜率不存在或直线斜率为0时不符合题意.设直线方程为()()410ykxk−=−,则0x=时,4yk=−,0y=时,41xk=−,由题意知4140kk−+−=,解得4k=或
1k=,即直线方程为4yx=或30xy−+=.故选:D.2.直线l经过2(2,1),(1,)(R)ABmm两点,那么直线l的倾斜角的取值范围为()A.[0,π)B.π0,4∪3π,π4C.π0,4D.ππ0,,π42
【答案】D【解析】【分析】根据题意先求出直线的斜率,再由斜率与倾斜角可求得答案.【详解】直线l的斜率221121mkm−==−−,因为Rm,所以(,1]k−,设直线l的倾斜角为,则tan1,因为[0,π)
,所以π04或ππ2,所以直线l的倾斜角的取值范围是ππ0,,π42故选:D.3.设椭圆221:15xCy+=,()2222:1039xyCbb+=的离心率分别为1e,2e,若2156ee=,则
b=()A.1B.2C.2D.3【答案】B【解析】【分析】根据离心率的关系列方程,从而求得b.【详解】对于椭圆()222210xyabab+=,有2222221ccabbeaaaa−====−.因为2156ee=,所以25111965b−=−,
解得2b=.故选:B4.“lg0m”是“方程()2211mxym−+=−表示椭圆”的()A.充要条件B.必要不充分条件C.充分不必要条件D.既不充分也不必要条件【答案】B【解析】【分析】根据充分条件和必要条件的定义判断即可.【
详解】lg0m等价于1m.若2m=,则方程()2211mxym−+=−表示单位圆若方程()2211mxym−+=−表示椭圆,则椭圆方程可化为2211yxm+=−,则1m且2m.故“lg0m”是“方程()2211mxym−+=−表示椭圆”的必要不充分条件.故选:B.5.已知双曲线
2222100xyabab−=(,)的左焦点为1FO,为坐标原点,右焦点为()22,0F,点P为双曲线右支上的一点,且122122FFPFPFF=,的周长为10M,为线段2PF的中点,则OM=()A.1B.2C.3D.4【答案】B【解析】【分析】根据右焦点为()22,0
F,得到124FF=,进而得到22PF=,再根据12PFF的周长为10,得到14PF=,然后利用三角形中位线求解.【详解】解:因为右焦点为()22,0F,所以124FF=,又因为1222FFPF=,则22PF=,又
因为121210FFPFPF++=,则14PF=,所以O为坐标原点,且M为线段2PF的中点,所以1122OMPF==,故选:B6.已知1F,2F是椭圆的两个焦点,满足120MFMF=的点总在椭圆内部,则椭圆离心率的取值范围是.()A.1(0,)2B.2(0
,)2C.1(,1)2D.2(,1)2【答案】B【解析】【分析】依题意得点M的轨迹是以焦距为直径的圆,因此cb,进而可求出离心率的取值范围.【详解】因为120MFMF=,所以点M的轨迹是以焦距为直径的圆,又满足120MFMF=的点总在椭圆内部,∴2
222212022cbcbacee=−,故选:B【点睛】本题主要考查椭圆离心率的求法,结合了向量,轨迹等相关知识,难度不大.7.已知点()(),0Mxyx满足方程2222(1)(1)4xyxy++++−=,点()()0,2,0,2AB−.若MA斜
率为1,kMB斜率为2k,则12kk的值为()A.43−B.34−C.12−D.2−【答案】A【解析】【分析】设()()120101FF−,,,,根据题意分析可知点M在以12,FF为焦点的椭圆上,结合椭圆
方程运算求解.【详解】设()()120101FF−,,,,则2222(1)(1)4xyxy++++−=,可得12124MFMFFF+=,即点M在以12,FF为焦点椭圆上,且2222,1,3acbac===
−=,所以点M的轨迹为()221034xyx+=,整理得()22344xy=−,由题意可知:1222,yykkxx+−==,.的所以()221222224443344yyyykkxxxy+−−−====−−.故选:A.8.已知10xy++=
,则()22222222+−−++−+xyxyxy的最小值为()A.5B.22C.10D.25【答案】D【解析】【分析】先对所求式子配方整理,把问题转化为,求直线上一点,到直线同侧的两点间的距离之和的最小值,就
是将军饮马求最值问题,先对其中一点作关于直线的对称点,进一步把问题转化为,求两点间的距离,求解即可.【详解】()()()()222222222222112xyxyxyxyxy+−−++−+=−+−+−+该式子是表示点(),xy到点()1,1、点()20,的距离之和,又10
xy++=,上述式子表示直线10xy++=上的点(),xy到点()1,1A、点()2,0B的距离之和的最小值(如图).设点()1,1A关于直线10xy++=的对称点为(),Cab,则有111111022b
aab−=−++++=,解得22ab=−=−,即()2,2C−−,所以()()22220225BC=+++=,所以直线10xy++=上的点(),xy到点()1,1A、点()2,0B的距离之和的最小值为25BC=.故选:D.二、多选题(
每小题5分,有错误选项得0分,选项不全得2分)9.下列结论不正确的是().A.过点()1,3A,()3,1B−的直线的倾斜角为30B.直线()()34330mxymm++−+=R恒过定点()3,3−−C.直线240xy+−=与直线2410xy++=之间的距离是52D.已知()2,
3A,()1,1B−,点P在x轴上,则PAPB+的最小值是5【答案】ABC【解析】【分析】A选项,求出过点()1,3A,()3,1B−的直线的斜率,进而得到倾斜角不为30;B选项,变形后得到方程组,求出恒过点()3,3−;C选项,直线240xy+−=变形为2480xy+−=,利用两平行线
间距离公式求出答案;D选项,在坐标系中画出点的坐标,利用对称性求出PAPB+的最小值.【详解】A选项,过点()1,3A,()3,1B−的直线的斜率为()311132−=−−,设直线倾斜角为,则1tan2=,由于3
tan303=,故过点()1,3A,()3,1B−的直线的倾斜角不为30,A错误;B选项,直线()()34330mxymm++−+=R变形得到()()34330xyxmm+−++=R,令343030xyx+−=+=,解得33xy=−=,故直
线()()34330mxymm++−+=R恒过点()3,3−,B错误;C选项,直线240xy+−=变形为2480xy+−=,故与直线2410xy++=之间的距离是()2218995102524−−==
+,故C错误;D选项,在平面直角坐标系中画出()2,3A,()1,1B−,两点都在x轴上方,画出()1,1B−关于x轴的对称点()1,1D−−,连接AD,与x轴交于点P,则AD即为PAPB+最小值,则()()()2
2min12135PAPB+=−−+−−=,D正确.故选:ABC10.设有一组圆()()()224:kCxkykk−+−=R,下列命题正确的是()A.不论k如何变化,圆心C始终在一条直线上B.所有圆kC均不经过点()3,0C.经过点()2,2的圆kC有且只有一个D.所有圆的面积均为4
【答案】AB【解析】【分析】对于AD:由题意可知:圆()()()224:kCxkykk−+−=R,的圆心(),Ckk,半径2r=,进而分析判断;对于CD:分别将点()3,0,()2,2代入方程,通过解的个数分析判断.【详解】由题意可知:圆()()()224:kCxkykk−+−
=R的圆心(),Ckk,半径2r=.对于选项A:不论k如何变化,圆心(),Ckk始终在直线yx=上,故A正确;对于选项B:令()()22304kk−+−=,整理得22650kk−+=,因为()2642540=−−=−,可知方程无解,所以所有圆kC均不经过点()3,0,故
B正确;对于选项C:令()()22224kk−+−=,整理得2420kk−+=,的因为()2Δ441280=−−=,可知方程有两个不同的解,所以经过点()2,2的圆kC有且只有两个,故C错误;对于选项D:因为半径2r=,所以所有圆的面积均为2π24π=,
故D错误;故答案为:AB.11.设曲线C的方程为22xyxy+=+,下列选项中正确的有()A.由曲线C围成的封闭图形的面积为2π+B.满足曲线C的方程的整点(横纵坐标均为整数的点)有5个C.若M,N是曲线上的任意两点,则M,N两点间的距离最大值为22D.若P是曲线C上的任意一点,直线l:()
()110mxny−+−=,则点P到直线l的距离最大值为22【答案】ACD【解析】【分析】根据题意,作出曲线C的图象,再数形结合依次讨论各选项求解即可.【详解】对于曲线C,当0x,0y时,曲线C表示22xyxy
+=+,即22111()()222xy−+−=,表示以11,22为圆心,半径为22的圆在第一象限的部分;当0x,0y时,曲线C表示22xyxy+=−,即22111()()222xy−++=,表示以11,22−为圆心,半径为22的圆在第四象限的部分;当0x,0y时,
曲线C表示22xyxy+=−+,即22111()()222xy++−=,表示以11,22−为圆心,半径为22的圆在第二象限的部分;当0x,0y时,曲线C表示22xyxy+=−−,即22111()()222xy+++=,表示以11,22−−为圆心,半径为
22的圆在第三象限的部分;当0xy==时,曲线(0,0)C表示坐标原点;即其图象如图所示,由图可知,对于A,曲线C围成的图形的面积为4个半圆与1个正方形的面积之和,其面积为21214π222π222
+=+,故A正确;对于B,曲线C恰好经过(0,0),(1,0),(1,0)−,(0,1),(0,1)−,(1,1),(1,1)−−,(1,1)−,(1,1)−共9个整点,故B不正确;对于C
,曲线上两点之间最大距离为22AB=,故C正确;对于D,由直线:(1)(1)0lmxny−+−=恒过定点(1,1),由C知曲线上两点之间最大距离为22AB=,故D正确.故选:ACD.12.已知椭圆C:22219xyb+=(0b),1F,2F分别为其左、右焦点,椭圆C的离心率为e,点
M在椭圆上,点()2,2N在椭圆内部,则以下说法正确的是()A.离心率e的取值范围为150,5B.不存在点M,使得120MFMF+=C.当12e=时,1MFMN+的最大值为152D.1211MFMF+的最小值为1【答案】ABC【解析】【分
析】A:根据点()2,2N在椭圆内部可得24219b+,从而可得2b的取值范围,从而可求离心率的取值范围;B:根据相反向量的概念即可求解;C:求出c和2F,利用椭圆定义将1MF化为2MF,数形结合即可得到答案;D:利用122MFMFa+=可得()2112121212111111222
MFMFMFMFMFMMaFaMFMFFMF+=++=++,利用基本不等式即可求解.【详解】对于A,由已知可得,24219b+,所以2185b,则2222315155ccbeaaa===−=,故A正确;对于B,由120MFMF+=可知,
点M为原点,显然原点不在椭圆上,故B正确;对于C,由已知12cea==,3a=,所以32c=,23,02F.又()2,2N,则()2223320222NF=−+−=.根据椭圆的定义可得1226MFMFa+==,所以126MFM
NMFMN+=−+,由图可知,222NFMNMFNF−−,所以126MFMNMFMN+=−+21562NF+=当且仅当M,N,2F三点共线时,取得等号.故1MFMN+的最大值为152,故C正确;对于D,因为126MFMF+=,所以()21121212121111112
66MFMFMFMFMFMFMFMFMFMF+=++=++2112122263MFMFMFMF+=,当且仅当2112MFMFMFMF=,即123MFMF==时,等号
成立.所以,1211MFMF+的最小值为23,故D错误.故选:ABC【点睛】本题考查点和椭圆为位置关系,考查椭圆定义和基本不等式在计算最值问题里面的应用.三、填空题(每小题5分)13.已知点A(1,2)在圆C:22220xy
mxy++−+=外,则实数m的取值范围为________.【答案】()()3,22,−−+【解析】【分析】由22220xymxy++−+=表示圆可得22(2)420m+−−,点A(1,2)在圆C外可得22122220m++−+,求解
即可.【详解】由题意,22220xymxy++−+=表示圆,故22(2)420m+−−,即>2m或2m−,点A(1,2)在圆C:22220xymxy++−+=外,故22122220m++−+,即3m−故实数m的
取值范围为>2m或32m−−,故答案为:()()3,22,−−+.14.与椭圆221123xy+=有公共焦点,且离心率为32的双曲线方程为______.【答案】22145xy−=【解析】【分析】由椭圆方程求出焦点坐标,得出c的值,再由双曲线的离心率
得出a,进而可得双曲线的标准方程.【详解】由椭圆方程221123xy+=,可得焦点为()()3,0,3,0−设双曲线的半焦距为c,则3c=,因双曲线的离心率为32,则332ceaa===故2a=,所以225bca=−=
,所以双曲线的标准方程为:22145xy−=故答案为:22145xy−=15.设点(),Pxy是圆:22(3)4xy−+=上的动点,定点()()0,2,0,2AB−,则PAPB+的最大值为____.【答案】10【解析】【分析】求出PAPB+的坐标,表示出其模,根据P在圆上用x替换y,根据x的范
围即可求出最大值.【详解】由题意知,()(),2,,2PAxyPBxy=−−=−−−,所以()2,2PAPBxy+=−−,由于点(),Pxy是圆上的点,故其坐标满足方程()2234xy−+=,故22(3)4yx=−−+,所以2244265PAPBxyx+=+=−.由圆的
方程22(3)4xy−+=,易知15x,所以当5x=时,PAPB+的值最大,最大值为265510−=.故答案为:1016.古希腊著名数学家阿波罗尼斯与欧几里得、阿基米德齐名.他发现:“平面内到两个定点A、B的距离之比为定值(0且1)的点的轨迹是圆”.后来人们将这个圆以他的名字命名,
称为阿波罗尼斯圆,简称阿氏圆,在平面直角坐标系xOy中,()2,0A−、()2,0B,点P满足3PAPB=,则PAPB的最小值为___________.【答案】3−【解析】【分析】设点(),Pxy,利
用已知条件求出点P的轨迹方程,利用平面向量数量积的运算性质可得出24PAPBPO=−,求出PO的最小值,即可得出PAPB的最小值.【详解】设点(),Pxy,由3PAPB=可得()()2222232xyxy++=−+,整理可得2
2540xyx+−+=,化为标准方程可得225924xy−+=,因为O为AB的中点,所以,()()()()22PAPBPOOAPOOBPOOAPOOAPOOA=++=+−=−24PO=−,记圆心为5,02M,当点P为线段OM与圆225924xy−
+=的交点时,PO取最小值,此时,53122PO=−=,所以,24143PAPBPO=−−=−.故答案为:3−.四、解答题(共6道,满分70分,10+12+12+12+12+12)17.(1)求两条平行直线1:1250lxym
−+=与2:125130lxym−++=间的距离;(2)若直线0axy+=与直线2420axaya−+−=垂直,求a的值.【答案】(1)1;(2)2a=【解析】【分析】(1)利用两平行直线间的距离公式直接求解;(2)根据两直线垂直的性质即可.【详解】(1)根据平行
线间的距离公式1222CCdAB−=+,得22131125mmd−−==+.(2)由题意可知0a,因为两直线垂直,所以2240aa−=,解得2a=或0a=(舍去),经检验2a=时,两直线垂直,满足题意.1
8.直线l过点4,23P,且与x轴的正半轴、y轴的正半轴分别交于A,B两点,O为坐标原点.(1)若7OAOB+=,求直线l的方程;(2)当AOB的面积为6时,求直线l的方程.【答案】(1)34120xy+−=或63140xy+−=(2)34120xy+−=或360xy+−=【解
析】【分析】(1)设直线的截距式,由题意列出方程组,求出截距即可得解;(2)利用截距表示出三角形面积,再联立方程求出截距,即可得解.【小问1详解】设直线l的方程为1xyab+=(0a,0b),(直线l与坐标轴的交点位于正半轴)由题意知,7ab+=①.因为直线l过
点4,23P,所以4213ab+=②.联立①②,解得43ab==或73143ab==,所以直线l的方程为34120xy+−=或63140xy+−=.【小问2详解】由题意知,
162ab=即12ab=③,联立②③,解得43ab==或26ab==,所以直线l的方程为34120xy+−=或360xy+−=.19.在平面直角坐标系xOy中,已知圆221:1214600Oxyxy++−+=.设圆2O与x轴相切,与圆1O外切,且圆
心2O在直线6x=−上.(1)求圆2O的标准方程;(2)设垂直于2OO的直线l与圆1O相交于B,C两点,且37BC=,求直线l的方程.【答案】(1)()()22611xy++−=(2)12362yx=+或4962yx=+.【解析】【分析】(1)由题意求出圆1O,圆2O的圆心和半径,由两
圆外切,可得75nn−=+,即可求出答案.(2)由37BC=,可求出圆心O1到直线l的距离,再由点到直线的距离公式代入求解即可.【小问1详解】圆1O:221214600xyxy++−+=,则圆1O的标准方程为()()226725xy++−=,即圆1O的圆心坐标为()6
,7−,半径为5,因为圆2O与x轴相切,与圆O1外切,则圆心2O()6,n−,0n,则圆2O的半径为n,则75nn−=+,解得1n=,即圆2O的标准方程为()()22611xy++−=;【小问2详解】由(1)知O2(﹣6,1),则216OOk=−,所以直线
l的斜率为6,设直线l的方程为6yxm=+,因为37BC=,则圆心O1到直线l的距离237372522d=−=,所以667372361m−−+=+,解得1232m=或492m=,所以直线l的方程为12362yx=+或4962
yx=+.20.党的二十大报告提出要加快建设交通强国.在我国960万平方千米的大地之下拥有超过35000座,总长接近赤道长度的隧道(约37000千米).这些隧道样式多种多样,它们或傍山而过,上方构筑顶棚形成“明洞”﹔或挂于峭壁,每隔
一段开出“天窗”形成挂壁公路.但是更多时候它们都隐伏于山体之中,只露出窄窄的出入口洞门、佛山某学生学过圆的知识后受此启发,为山体隧道设计了一个圆弧形洞门样式,如图所示,路宽AB为16米,洞门最高处距路面4米.(
1)建立适当的平面直角坐标系,求圆弧AB的方程.(2)为使双向行驶的车辆更加安全,该同学进一步优化了设计方案,在路中间建立了2米宽的隔墙.某货车装满货物后整体呈长方体状,宽2米,高3.6米,则此货车能否通过该洞门?并说明理由.【答案】(1)
()()22610004xyy++=(2)不能,理由见解析【解析】【分析】(1)以点D为坐标原点,AB、DC所在直线分别为x、y轴建立平面直角坐标系,分析可知圆心在y轴上,设圆心坐标为()0,b,设圆的半径为r,将点B、C
的坐标代入圆的方程,求出b、r的值,结合图形可得出圆弧AB的方程;(2)求出货车右侧的最高点的坐标,代入圆弧AB的方程,可得出结论.【小问1详解】解:以点D为坐标原点,AB、DC所在直线分别为x、y轴建立如下图所示的平面直角坐标系,则点()0,4C、()8,0B,由圆的
对称性可知,圆心在y轴上,设圆心坐标为()0,b,设圆的半径为r,则圆弧AB所在圆的方程为()222xybr+−=,因为点C、B在圆上,则()()222220480brbr+−=+−=,解得6b=−,10r=。所以,圆弧AB所在圆的方程为()226100xy++
=,因此,圆弧AB的方程为()()22610004xyy++=.【小问2详解】解:此火车不能通过该路口,由题意可知,隔墙在y轴右侧1米,车宽2米,车高3.6米,所以货车右侧的最高点的坐标为()3,3.6,因为(
)2233.66100++,因此,该货车不能通过该路口.21.已知椭圆2222Γ:1(0)xyabab+=左右焦点分别为12FF、,离心率为32.斜率为(0)kk的直线l(不过原点)交椭圆于两点AB、,当直线l过1F时,2AFB周长为8.(
1)求椭圆Γ的方程;(2)设OAOB、斜率分别为12kk、,且12kkk、、依次成等比数列,求k的值,并求当AOB面积为74时,直线l的方程.【答案】(1)2214xy+=;(2)12k=;1122yx=或1722yx=.【解析】【分析】(1)根据2AFB的周长为
4a求出2a=,再根据离心率求出3c=,从而求出椭圆方程.(2)设出直线l的方程为()0,1ykxmmm=+,与椭圆方程联立,借助韦达定理表示出12kkk、、依次成等比数列,进而求出k的值;再利用弦长公式和点到直线距离公
式表示出AOB的面积,求解即可得到m的值,从而得到直线l的方程.【小问1详解】由题意,348,2caea===,解得2,3ac==,所以2221bac=−=.故椭圆Γ的方程为2214xy+=.【小问2详解】设直线l的方程为()()()11220,1,,,,
ykxmmmAxyBxy=+,与椭圆方程联立得,()222148440kxkmxm+++−=,()()222264414440kmkm=−+−且2121222844,1414kmmxxxxkk−−+
==++,所以()()2212122414mkyykxmkxmk−=++=+.由题意,2221212212444yymkkkkxxm−===−,故()22410mk−=.10,0,2mkk=.此时,()22224440,1620xmxm
m++−==−,()2222121621115222mABkxxm−=+−=+=−.又点O到直线AB的距离25md=,故三角形OAB的面积()22724Smm=−=,解得12m=或72m=,所以直线l方程为1122yx=或1722yx=.22.已知椭
圆2222:1(0)xyCabab+=过点(0,3),且离心率为12.(1)求椭圆C的标准方程;(2)过动点(1,)Pt作直线交椭圆C于,AB两点,且PAPB=,过P作直线l,使l与直线AB垂直,证明:直线l恒过定点,并求此定点的坐标.【答案】(1)22143xy+=(2
)证明见解析,1(,0)4.【解析】【分析】(1)待定系数法求椭圆方程;(2)分类讨论直线AB斜率是否存在,若存在,设直线AB斜率k,由||||PAPB=得弦AB中点为P,结合中点坐标公式,利用韦达定理得到,kt关
系,再求出直线l方程探究定点即可.【小问1详解】由已知得由222312babcca==+=解方程组得2243ab==所以椭圆C的标准方程为22143xy+=.【小问2详解】当直线AB斜率存在时,设AB的直线方程为(1)−=−y
tkx,联立223412(1)xyytkx+=−=−,消y得,222(34)8()4()120kxktkxtk++−+−−=,由题意,0.设()1122(),,,AxyBxy,则()122834−+=−+ktkxxk.因为||||PAPB=,所以P是AB的中点.即1212xx
+=,得()28234−−=+ktkk,340kt+=①,又lAB⊥,l的斜率为1k−,直线l的方程为()11ytxk−=−−②,把①代入②可得:11()4yxk=−−,所以直线l恒过定点1(,0)4当直线AB斜率不存在时,直线AB的方程为1x=,此时直线l为x轴,也过1(,0)4.综上所述,
直线l恒过点1(,0)4.【点睛】解答圆锥曲线的定点问题的常用策略:(1)参数法:参数法解决定点问题的关键思路在于以下两个环节.①引进动点的坐标或动直线中的参数(如引入动直线的斜率k,截距m,动点的横或纵坐标t等等)表示变化量,即确定题目中核心参数;②
利用条件找到参数与过定点的曲线0(),Fxy=之间的关系,得到关于参数与,xy的等式,再研究曲线不受参数影响时的定点坐标.(2)由特殊到一般法:由特殊到一般法求解定点问题时,常根据动点或动直线的特殊情况探索出定点,再证明该定点与变量
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