- 圆的方程的综合应用
- 共14题
我区高三期末统一测试中某校的数学成绩分组统计如下表:
(1)求出表中、、、的值,并根据表中所给数据在下面给出的坐标系中画出频率分布直方图;
(2)若我区参加本次考试的学生有人,试估计这次测试中我区成绩在分以上的人数;
(3)若该校教师拟从分数不超过的学生中选取人进行个案分析,求被选中人分数不超过分的概率。
正确答案
见解析
解析
(1)解:由频率分布表得, …………1分
所以, …………2分
,, …………3分
…………5分
(2)由题意知,全区分以上学生估计为人,………7分
(3)设考试成绩在内的人分别为;
考试成绩在内的人分别为,
从不超过分的人中,任意抽取人的结果有:
,,,,,
,,,,,
,, ,,共有15个, …………10分
设抽取的人的分数均不大于分为事件。
则事件含有个结果:,,, …………11分
, …………13分
知识点
设A是单位圆x2+y2=1上的任意一点,l是过点A与x轴垂直的直线,D是直线l与x轴的交点,点M在直线l上,且满足|DM|=m|DA|(m>0,且m≠1),当点A在圆上运动时,记点M的轨迹为曲线C。
(1)求曲线C的方程,判断曲线C为何种圆锥曲线,并求其焦点坐标;
(2)过原点且斜率为k的直线交曲线C于P,Q两点,其中P在第一象限,它在y轴上的射影为点N,直线QN交曲线C于另一点H.是否存在m,使得对任意的k>0,都有PQ⊥PH?若存在,求m的值;若不存在,请说明理由。
正确答案
(1) (0,),(0,); (2) 存在,使得在其对应的椭圆x2+=1上,对任意的k>0,都有PQ⊥PH
解析
(1)如图1,设M(x,y),A(x0,y0),则由|DM|=m|DA|(m>0,且m≠1),可得x=x0,|y|=m|y0|,所以x0=x,|y0|=|y|。①
因为A点在单位圆上运动,所以x02+y02=1.②
将①式代入②式即得所求曲线C的方程为x2+=1(m>0,且m≠1)。
因为m∈(0,1)∪(1,+∞),所以
当0<m<1时,曲线C是焦点在x轴上的椭圆,
两焦点坐标分别为(,0),(,0);
当m>1时,曲线C是焦点在y轴上的椭圆,
两焦点坐标分别为(0,),(0,)。
(2)方法一:如图2,3,k>0,设P(x1,kx1),H(x2,y2),则Q(-x1,-kx1),N(0,kx1),
直线QN的方程为y=2kx+kx1,将其代入椭圆C的方程并整理可得
(m2+4k2)x2+4k2x1x+k2x12-m2=0.
依题意可知此方程的两根为-x1,x2,于是由韦达定理可得
-x1+x2=,即.
因为点H在直线QN上,所以y2-kx1=2kx2=.
于是=(-2x1,-2kx1),=(x2-x1,y2-kx1)=(,)。
而PQ⊥PH等价于,
即2-m2=0.又m>0,所以,
故存在,使得在其对应的椭圆x2+=1上,对任意的k>0,都有PQ⊥PH.
图1 图2(0<m<1) 图3(m>1)
方法二:如图2,3,x1∈(0,1),设P(x1,y1),H(x2,y2),则Q(-x1,-y1),N(0,y1)。
因为P,H两点在椭圆C上,
所以两式相减可得
m2(x12-x22)+(y12-y22)=0.③
依题意,由点P在第一象限可知,点H也在第一象限,且P,H不重合。
故(x1-x2)(x1+x2)≠0,于是由③式可得
.④
又Q,N,H三点共线,所以kQN=kQH,即.
于是由④式可得.
而PQ⊥PH等价于kPQ·kPH=-1,即.
又m>0,得.
故存在,使得在其对应的椭圆x2+=1上,对任意的k>0,都有PQ⊥PH
知识点
已知集合,集合,,则()
正确答案
解析
∵A∪B={1,2}∪{2,3}={1,2,3},U={1,2,3,4},
∴ U(A∪B)={4},故选D。
知识点
过点与圆相交的所有直线中,被圆截得的弦最长时的直线方程是( )
正确答案
解析
知识点
已知a∈R,函数f(x)=4x3-2ax+a。
(1)求f(x)的单调区间;
(2)证明:当0≤x≤1时,f(x)+|2-a|>0。
正确答案
见解析
解析
(1)解:由题意得f′(x)=12x2-2a。
当a≤0时,f′(x)≥0恒成立,此时f(x)的单调递增区间为(-∞,+∞)。
当a>0时,f′(x)=12(x-)(x+),
此时函数f(x)的单调递增区间为
(-∞,]和[,+∞)。
单调递减区间为[,]。
(2)证明:由于0≤x≤1,故当a≤2时,f(x)+|a-2|=4x3-2ax+2≥4x3-4x+2。
当a>2时,f(x)+|a-2|=4x3+2a(1-x)-2≥4x3+4(1-x)-2=4x3-4x+2。
设g(x)=2x3-2x+1,0≤x≤1,
则g′(x)=6x2-2=6(x-)(x+),
于是
所以,g(x)min=g()=1->0。
所以当0≤x≤1时,2x3-2x+1>0。
故f(x)+|a-2|≥4x3-4x+2>0。
知识点
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