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题型:简答题
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简答题 · 16 分

如图,已知平面内一动点到两个定点的距离之和为,线段的长为

(1)求动点的轨迹

(2)当时,过点作直线与轨迹交于两点,且点在线段的上方,线段的垂直平分线为

①求的面积的最大值;

②轨迹上是否存在除以外的两点关于直线对称,请说明理由。

正确答案

见解析

解析

(1)当时,轨迹是以为焦点的椭圆

时,轨迹是线段

时,轨迹不存在

(2)以线段的中点为坐标原点,以所在直线为轴建立平面直角坐标系,

可得轨迹的方程为

①解法1:设表示点到线段的距离

要使的面积有最大值,只要有最大值

当点与椭圆的上顶点重合时,

的最大值为

解法2:在椭圆中,设,记

在椭圆上,由椭圆的定义得:

中,由余弦定理得:

配方,得:

从而

根据椭圆的对称性,当最大时,最大

当点与椭圆的上顶点重合时,

最大值为

②结论:当时,显然存在除外的两点关于直线对称

下证当不垂直时,不存在除外的两点关于直线对称

证法1:假设存在这样的两个不同的点

设线段的中点为   直线

由于上,故        ①

在椭圆上,所以有

两式相减,得

将该式写为

并将直线的斜率和线段的中点,表示代入该表达式中,

     ②

①、②得,由(1)代入

的中点为点,而这是不可能的.

此时不存在满足题设条件的点.

证法2:假设存在这样的两个不同的点

,故直线经过原点。

直线的斜率为,则假设不成立,

故此时椭圆上不存在两点(除了点、点外)关于直线对称

知识点

定义法求轨迹方程圆锥曲线中的范围、最值问题圆锥曲线中的探索性问题直线、圆及圆锥曲线的交汇问题
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题型: 单选题
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单选题 · 5 分

如图,正方体中,为底面上的动点,,且,则点的轨迹是()

A线段

B圆弧

C椭圆的一部分

D抛物线的一部分

正确答案

A

解析

知识点

棱柱的结构特征定义法求轨迹方程
1
题型:简答题
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简答题 · 14 分

已知函数,其中

(1)若,求曲线在点处的切线方程;

(2)求在区间上的最大值和最小值。

正确答案

见解析

解析

(1)解:的定义域为, 且 。             ………………2分

时,

所以曲线在点处的切线方程为

。                                              ………………4分

(2)解:方程的判别式为

(ⅰ)当时,,所以在区间上单调递增,所以在区间

上的最小值是;最大值是。                    ………………6分

(ⅱ)当时,令,得 ,或

的情况如下:

的单调增区间为;单调减区间为

………………8分

① 当时,,此时在区间上单调递增,所以在区间

上的最小值是;最大值是。                    ………………10分

② 当时,,此时在区间上单调递减,在区间上单调递增,

所以在区间上的最小值是 。        ………………11分

因为

所以 当时,在区间上的最大值是;当时,在区间上的最大值是。                          ………………12分

③ 当时,,此时在区间上单调递减,

所以在区间上的最小值是;最大值是。………………14分

综上,

时,在区间上的最小值是,最大值是

时,在区间上的最小值是,最大值是

时,在区间上的最小值是,最大值是

时,在区间上的最小值是,最大值是

知识点

定义法求轨迹方程
1
题型:填空题
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填空题 · 5 分

如图,已知⊙的弦交半径于点,若,则的长为______。

正确答案

2

解析

延长交⊙O于点,由相交弦定理知

知识点

定义法求轨迹方程
1
题型:简答题
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简答题 · 13 分

已知动圆与圆相切,且与圆相内切,记圆心的轨迹为曲线;设为曲线上的一个不在轴上的动点,为坐标原点,过点的平行线交曲线两个不同的点。

(1)求曲线的方程;

(2)试探究的比值能否为一个常数?若能,求出这个常数;若不能,请说明理由;

(3)记的面积为的面积为,令,求的最大值。

正确答案

见解析。

解析

(1)设圆心的坐标为,半径为

由于动圆与圆相切,且与圆相内切,所以动

与圆只能内切

 ………………………………………2分

圆心的轨迹为以为焦点的椭圆,其中

故圆心的轨迹 …………………………………………………………4分

(2)设,直线,则直线

可得:

 ……………………………6分

可得:

………………………………8分

的比值为一个常数,这个常数为……………………………………9分

(3)的面积的面积,

到直线的距离

 …………………………11分

,则

(当且仅当,即,亦即时取等号)

时,取最大值……………………………………………………13分

知识点

定义法求轨迹方程圆锥曲线中的探索性问题直线、圆及圆锥曲线的交汇问题
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