- 平面与圆锥面的截线
- 共736题
选修4-2:矩阵与变换
已知圆C:x2+y2=1在矩阵(a>0,b>0)对应的变换作用下变为椭圆
=1,求a,b的值.
正确答案
解:设P(x,y)为圆C上的任意一点,在矩阵A对应的变换下变为另一个点P‘(x',y'),
则 ,即
…(4分)
又因为点P'(x',y')在椭圆上,所以
.
由已知条件可知,x2+y2=1,所以 a2=9,b2=4.
因为 a>0,b>0,
所以 a=3,b=2. …(10分)
解析
解:设P(x,y)为圆C上的任意一点,在矩阵A对应的变换下变为另一个点P‘(x',y'),
则 ,即
…(4分)
又因为点P'(x',y')在椭圆上,所以
.
由已知条件可知,x2+y2=1,所以 a2=9,b2=4.
因为 a>0,b>0,
所以 a=3,b=2. …(10分)
已知直线l:4x-2y+5=0与x轴,y轴分别交于A,B两点,矩阵M=所对应的变换为TM(a,b∈R).
(1)求点A,B在TM作用下所得到的点A‘,B'的坐标;
(2)若变换TM把直线l变换为自身,求M.
正确答案
解:(1)A(0,),B(-
,0),设A′(m,n ),B′(m′,n′)
则
∴A′(),B′(
).
(2)在直线l上任取一点P(x,y),设点P在TM的变换下变为点P′(x′,y′),
则[][
]=[
],
,所以点P′(3x+ay,bx-y),
∵点P′在直线l上,∴4(3x+ay)-2(bx-y)+5=0,即(12-2b)x+(4a+2)y+5=0,
∵方程(12-2b)x+(4a+2)y+5=0即为直线l的方程4x-2y+5=0,
∴,解得
.
∴M=.
解析
解:(1)A(0,),B(-
,0),设A′(m,n ),B′(m′,n′)
则
∴A′(),B′(
).
(2)在直线l上任取一点P(x,y),设点P在TM的变换下变为点P′(x′,y′),
则[][
]=[
],
,所以点P′(3x+ay,bx-y),
∵点P′在直线l上,∴4(3x+ay)-2(bx-y)+5=0,即(12-2b)x+(4a+2)y+5=0,
∵方程(12-2b)x+(4a+2)y+5=0即为直线l的方程4x-2y+5=0,
∴,解得
.
∴M=.
本题(1)、(2)、(3)三个选答题,每小题7分,任选2题作答,满分14分,如果多做,则按所做的前两题计分.
(I)选修4-2:矩阵与变换
已知矩阵:x-y+4=0经矩阵A所对应的变换得直线l2,直线l2又经矩阵B所对应的变换得到直线l3:x+y+4=0,求直线l2的方程.
(II)选修4-4:坐标系与参数方程
求直线截得的弦长.
(III)选修4-5:不等式选讲
若存在实数x满足不等式|x-4|+|x-3|<a,求实数a的取值范围.
正确答案
解:(1)(本小题满分7分)
解:,
得l1变换到l3的变换公式,…(2分)则2ax+by+4=0即直线l1:x-y+4=0,
则有,b=-1…(4分)
此时,同理可得l2的方程为2y-x+4=0
即x-2y-4=0.…(7分)
(2)(本小题满分7分)
解:直线的普通方程为x+y+1=0…(2分)
曲线即圆心为(1,-1)半径为4的圆 …(4分)
则圆心(1,-1)到直线x+y+1=0的距离d=…(5分)
设直线被曲线截得的弦长为t,则t=2,
∴直线被曲线截得的弦长为…(7分)
(3)(本小题满分7分)
解:∵|x-4|+|x-3|≥|(x-4)-(x-3)|…(2分)∴y=|x-4|+|x-3|的最小值为1 …(4分)
又因为原不等式有实数解,所以a的取值范围是(1,+∞).…(7分)
解析
解:(1)(本小题满分7分)
解:,
得l1变换到l3的变换公式,…(2分)则2ax+by+4=0即直线l1:x-y+4=0,
则有,b=-1…(4分)
此时,同理可得l2的方程为2y-x+4=0
即x-2y-4=0.…(7分)
(2)(本小题满分7分)
解:直线的普通方程为x+y+1=0…(2分)
曲线即圆心为(1,-1)半径为4的圆 …(4分)
则圆心(1,-1)到直线x+y+1=0的距离d=…(5分)
设直线被曲线截得的弦长为t,则t=2,
∴直线被曲线截得的弦长为…(7分)
(3)(本小题满分7分)
解:∵|x-4|+|x-3|≥|(x-4)-(x-3)|…(2分)∴y=|x-4|+|x-3|的最小值为1 …(4分)
又因为原不等式有实数解,所以a的取值范围是(1,+∞).…(7分)
在平面直角坐标系xOy中,A(0,0),B(-2,0),C(-2,1),设k≠0,k∈R,M=,N=
,点A、B、C在矩阵MN对应的变换下得到点A1,B1,C1,△A1B1C1的面积是△ABC面积的2倍,求实数k的值
正确答案
解:由题设得MN==
,
由=
,
可知A1(0,0)、B1(0,-2)、C1(k,-2).
计算得△ABC面积的面积是1,△A1B1C1的面积是|k|,
则由题设知:|k|=2×1=2.
所以k的值为2或-2.
解析
解:由题设得MN==
,
由=
,
可知A1(0,0)、B1(0,-2)、C1(k,-2).
计算得△ABC面积的面积是1,△A1B1C1的面积是|k|,
则由题设知:|k|=2×1=2.
所以k的值为2或-2.
在直角坐标平面内,曲线C的参数方程为(α为参数),经过变换
后曲线C变换为曲线C′
(1)以坐标原点O为极点,x轴的正半轴为极轴建立极坐标系,求曲线C′的极坐标方程;
(2)求证:直线与曲线C‘的交点在曲线C上.
正确答案
解:(1)把曲线C的参数方程为(α为参数),代入经过变换
后得,消去参数α得曲线C‘:(X-1)2+Y2=1,
即曲线C′是以(1,0)为圆心,1为半径的圆,故其极坐标方程为ρ=2cosθ.
(2)联立得,解得
或
,即两交点为
.
由曲线C的参数方程(α为参数),消去参数α得
.
把两交点为代入上述方程得:
,
,
可知该两点均在曲线C上.
解析
解:(1)把曲线C的参数方程为(α为参数),代入经过变换
后得,消去参数α得曲线C‘:(X-1)2+Y2=1,
即曲线C′是以(1,0)为圆心,1为半径的圆,故其极坐标方程为ρ=2cosθ.
(2)联立得,解得
或
,即两交点为
.
由曲线C的参数方程(α为参数),消去参数α得
.
把两交点为代入上述方程得:
,
,
可知该两点均在曲线C上.
将曲线y=cos6x按照伸缩变换后得到的曲线方程为( )
正确答案
解析
解:由伸缩变换得
,将此式代入曲线y=cos6x,得
,即y′=2cos2x′.
故选D.
我们用aij(1≤i≤n,1≤j≤n,i,j,n∈N*)表示矩阵的第i行第j列元素,已知该矩阵的每一行每一列都是等差数列,并且a11=1,a12=a21=2,a22=4.
(1)求a54.
(2)求aij关于i,j的关系式;
(3)设行列式=D,求证:对任意1≤i,j≤n-2,i,j,n∈N*时,都有
=D.
正确答案
解:由于该矩阵的每一行每一列都是等差数列,并且a11=1,a12=a21=2,a22=4,
则矩阵中第一行的公差为1,第二行的公差为2,从而第三行的公差为3,即有第i行的公差为i,
则有第一列的公差为1,第二列的公差为2,从而第j列的公差为j,
则由等差数列的通项公式,即可得到,aij=ai1+(j-1)i=a11+(i-1)+(j-1)i=1+i-1+ij-i=ij,
则(1)a54=5×4=20,
(2)aij=ij,
(3)证明:由于行列式=
=24
=0,
即有D=0,
则=
==0=D,
故对任意1≤i,j≤n-2,i,j,n∈N*时,都有=D.
解析
解:由于该矩阵的每一行每一列都是等差数列,并且a11=1,a12=a21=2,a22=4,
则矩阵中第一行的公差为1,第二行的公差为2,从而第三行的公差为3,即有第i行的公差为i,
则有第一列的公差为1,第二列的公差为2,从而第j列的公差为j,
则由等差数列的通项公式,即可得到,aij=ai1+(j-1)i=a11+(i-1)+(j-1)i=1+i-1+ij-i=ij,
则(1)a54=5×4=20,
(2)aij=ij,
(3)证明:由于行列式=
=24
=0,
即有D=0,
则=
==0=D,
故对任意1≤i,j≤n-2,i,j,n∈N*时,都有=D.
选做题
A.选修4-1:几何证明选讲
如图,自⊙O外一点P作⊙O的切线PC和割线PBA,点C为切点,割线PBA交⊙O于A,B两点,点O在AB上.作CD⊥AB,垂足为点D.
求证:.
B.选修4-2:矩阵与变换
设a,b∈R,若矩阵把直线l:y=2x-4变换为直线l′:y=x-12,求a,b的值.
C.选修4-4:坐标系与参数方程
求椭圆C:=1上的点P到直线l:3x+4y+18=0的距离的最小值.
D.选修4-5不等式选讲
已知非负实数x,y,z满足x2+y2+z2+x+2y+3z=,求x+y+z的最大值.
正确答案
解:A.证明:连接BC、AC,
∵PC作⊙O的切线,切点为C,
∴∠PCB=∠PAC,
又∵∠BPC=∠CPA,
∴△PCB∽△PAC;
∴,①
又在直角三角形ABC中,有,②
由①②得.
B:在直线l取两点M(2,0),N(0,-4)
M,N在矩阵A对应的变换作业下分别对应于点M‘,N'
因 =
,所以M'的坐标为(2a,-2);
=
,所以N'的坐标为(0,-4b);
由题意可知M',N'在直线l′上,
所以
解得:a=5,b=3.
C:∵设P(4cosθ,3sinθ)到直线l的距离:
d==
当sin()=-1时,等号成立,
故d的最小值为.
D.条件可化为:(x+)2+(y+1)2+(z+
)2=
则:[(x+)+(y+1)+(z+
)]2≤3[(x+
)2+(y+1)2+(z+
)2]=
得x+y+z≤,当且仅当:x+
=y+1=z+
时取等号,
∴x+y+z的最小值为:.
解析
解:A.证明:连接BC、AC,
∵PC作⊙O的切线,切点为C,
∴∠PCB=∠PAC,
又∵∠BPC=∠CPA,
∴△PCB∽△PAC;
∴,①
又在直角三角形ABC中,有,②
由①②得.
B:在直线l取两点M(2,0),N(0,-4)
M,N在矩阵A对应的变换作业下分别对应于点M‘,N'
因 =
,所以M'的坐标为(2a,-2);
=
,所以N'的坐标为(0,-4b);
由题意可知M',N'在直线l′上,
所以
解得:a=5,b=3.
C:∵设P(4cosθ,3sinθ)到直线l的距离:
d==
当sin()=-1时,等号成立,
故d的最小值为.
D.条件可化为:(x+)2+(y+1)2+(z+
)2=
则:[(x+)+(y+1)+(z+
)]2≤3[(x+
)2+(y+1)2+(z+
)2]=
得x+y+z≤,当且仅当:x+
=y+1=z+
时取等号,
∴x+y+z的最小值为:.
已知矩阵,
(1)计算AB;
(2)若矩阵B把直线l:x+y+2=0变为直线l‘,求直线l'的方程.
正确答案
解:(1)由题意,
(2)任取直线l:x+y+2=0上一点P(x,y)经矩阵B变换后点为P′(x′,y′),则有
从而代入 x+y+2=0得x′+3y′+2=0
∴直线l‘的方程x+3y+2=0.
解析
解:(1)由题意,
(2)任取直线l:x+y+2=0上一点P(x,y)经矩阵B变换后点为P′(x′,y′),则有
从而代入 x+y+2=0得x′+3y′+2=0
∴直线l‘的方程x+3y+2=0.
若一个变换所对应的矩阵是,则抛物线y2=-4x在这个变换下所得到的曲线的方程是( )
正确答案
解析
解:设抛物线y2=-4x上的点(a,b)在变换下变为(x,y),则
∴,∴
∵(a,b)满足抛物线y2=-4x
∴b2=-4a
∴
∴y2=16x
故选D.
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