- 直线的交点坐标与距离公式
- 共2610题
(选做题)在A、B、C、D四小题中只能选做2题,每小题10分,共计20分.请在答卷纸指定区域内作答.解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤.
(B)(选修4-2:矩阵与变换)
二阶矩阵M有特征值λ=8,其对应的一个特征向量e=,并且矩阵M对应的变换将点(-1,2)变换成点(-2,4),求矩阵M2.
(C)(选修4-4:坐标系与参数方程)
已知极坐标系的极点在直角坐标系的原点,极轴与x轴的正半轴重合,曲线C的极坐标方程为ρ2cos2θ+3ρ2sin2θ=3,直线l的参数方程为(t为参数,t∈R).试在曲线C上一点M,使它到直线l的距离最大.
正确答案
(B)设M=,则由
=
,得
,
即a+b=8,c+d=8.
由=
,得
=
,
从而-a+2b=-2,-c+2d=4.
由a+b=8,-a+2b=-2,c+d=8,-c+2d=4解得a=6,b=2,c=4,d=4
∴M=,M2=
=
.
(C)由曲线C的极坐标方程为ρ2cos2θ+3ρ2sin2θ=3,
可得C的普通方程是x2+3y2=3,
即+y2=1.
由直线l的参数方程为(t为参数,t∈R)消去参数td得
直线l的普通方程是x+y-
=0.
设点M的坐标是(cosθ,sinθ),则点M到直线l的距离是
d==
.
当sin(θ+)=-1时,
即θ+=2kπ+
,k∈Z,解得θ=2kπ+
,k∈Zd取得最大值,
此时cosθ=-
,sinθ=-
,
综上,点M的坐标是(-,-
)时,M到直线l的距离最大.
已知半径为5的圆的圆心在轴上,圆心的横坐标是整数,且与直线
相切.
求:(1)求圆的方程;
(2)设直线与圆相交于
两点,求实数
的取值范围;
(3)在(2)的条件下,是否存在实数,使得过点
的直线
垂直平分弦
?
若存在,求出实数的值;若不存在,请说明理由.
正确答案
(1)(2)
(3)
试题分析:(1)设圆心为(
),利用直线与圆相切的位置关系,根据点到直线的距离公式列方程解得
的值,从而确定圆的方程;
(2)直线与圆交于不同的两点,利用圆心到直线的距离小于圆的半径列不等式从而解出实数
的取值范围;
(3)根据圆的几何性质,垂直平分弦的直线必过圆心,从而由两点确定直线
的斜率,进一步由两直线垂直的条件确定实数
的值.
试题解析:(1)设圆心为(
).
由于圆与直线相切,且半径为
,所以,
,
即.因为
为整数,故
.
故所求的圆的方程是.
(2)直线即
.代入圆的方程,消去
整理,得
.由于直线
交圆于
两点,
故,即
,解得
,或
.
所以实数的取值范围是
.
(3)设符合条件的实数存在,由(2)得
,则直线
的斜率为
,
的方程为
,即
.
由于垂直平分弦
,故圆心
必在
上.
所以,解得
.由于
,
所以存在实数,使得过点
的直线
垂直平分弦
.
在平面直角坐标系xOy中,曲线y=x2-2x-3与坐标轴的交点都在圆C上.
(1)求圆C的方程;
(2)若直线x+y+a=0与圆C交于A,B两点,且AB=2,求实数a的值.
正确答案
(1)x2+y2-2x+2y-3=0(2)
试题分析:(1)曲线y=x2-2x-3与坐标轴的交点有三个交点,本题就是求过三个点的圆的方程,因此设圆方程的一般式x2+y2+Dx+Ey+F=0,若从图形看,则圆的方程又可设成x2+y2-2x+Ey-3=0,再利用过点求出
(2)先将圆的一般式化为标准式:
,明确圆心和半径,涉及圆的弦长问题,利用由半径、半弦长、圆心到弦所在直线距离构成的直角三角形,列等量关系:
试题解析:(1)曲线与y轴的交点是(0,-3).令y=0,得x2-2x-3=0,解得x=-1或x=3.
即曲线与x轴的交点是(-1,0),(3,0). 2分
设所求圆C的方程是x2+y2+Dx+Ey+F=0,
则,解得D=-2,E=2,F=-3.
所以圆C的方程是x2+y2-2x+2y-3=0. 5分
(2)圆C的方程可化为,
所以圆心C(1,-1),半径. 7分
圆心C到直线x+y+a=0的距离,由于
所以,解得
. 10分
如图,已知是椭圆
的右焦点;圆
与
轴交于
两点,其中
是椭圆
的左焦点.
(1)求椭圆的离心率;
(2)设圆与
轴的正半轴的交点为
,点
是点
关于
轴的对称点,试判断直线
与圆
的位置关系;
(3)设直线与圆
交于另一点
,若
的面积为
,求椭圆
的标准方程.
正确答案
(1);(2)相切;(3)
.
试题分析:(1)将点代入圆
的方程,得出
与
的等量关系,进而求出椭圆
的离心率;(2)先求出点
、
的坐标,进而求出直线
的斜率,通过直线
的斜率与直线
的斜率的乘积为
,得到
,进而得到直线
与圆
的位置关系;(3)通过
为
的中位线得到
与
的面积,从而求出
的值,进而求出
与
的值,从而确定椭圆
的标准方程.
试题解析:(1)圆
过椭圆
的左焦点,把
代入圆
的方程,得
,
故椭圆的离心率
;
(2)在方程中令
得
,可知点
为椭圆的上顶点,
由(1)知,,故
,
,故
,
在圆的方程中令
可得点
坐标为
,则点
为
,
于是可得直线的斜率
,而直线
的斜率
,
,
直线
与圆
相切;
(3)是
的中线,
,
,从而得
,
,
椭圆的标准方程为
.
已知直线l:X-y+1=0,⊙O:x2+y2=2上的任意一点P到直线l的距离为d.当d取得最大时对应P的坐标(m,n),设g(x)=mx+-2lnx.
(1)求证:当x≥1,g(x)≥0恒成立;
(2)讨论关于x的方程:mx+-g(x)=2x3-4ex2+tx根的个数.
正确答案
(1)由题意得P(1,-1),
∴m=1,n=-1∴g(x)=mx+-2lnx=x-
-2lnx
∴g′(x)=1+-
=
=
≥0,
∴g(x)在[1,+∞)是单调增函数,
∴g(x)≥g(1)=1-1-2ln1=0对于x∈[1,+∞)恒成立.
(2)方程mx+-g(x)=2x3-4ex2+tx;
∴2lnx=2x3-4ex2+tx
∵x>0,∴方程为=2x2-4ex+t
令L(x)=,H(x)=2x2-4ex+t,
∵L′(x)=2,当x∈(0,e)时,L′(x)≥0,
∴L′(x)在(0,e]上为增函数;x∈[e,+∞)时,L′(x)≤0,
∴L′(x)在[0,e)上为减函数,
当x=e时,L(x)max=L(e)=
H(x)=2x2-4ex+t=2(x-e)2+t-2e2,
∴可以分析①当t-2e2>,即t>2e2+
时,方程无解.
②当t-2e2=,即t=2e2+
时,方程有一个根.
③当t-2e2<,即t<2e2+
时,方程有两个根.
过抛物线y2=4x的焦点F作倾斜角为45°的直线交抛物线于A、B两点.
(1)求AB的中点C到抛物线准线的距离;
(2)求线段AB的长.
正确答案
(1)抛物线y2=4x的焦点坐标为(1,0),准线方程为x=-1,
直线AB的方程为y=x-1,
设点A(x1,y1)、B(x2,y2).
将y=x-1代入y2=4x得x2-6x+1=0.
则x1+x2=6,x1•x2=1.
故中点C的横坐标为3.
所以中点C到准线的距离为3+1=4.
(2)∵|AB|2=(x1-x2)2+(y1-y2)2=(x1-x2)2+[(x1-1)+(x2-1)]2=2(x1-x2)2=2[(x1+x2)2-4x1x2]=2(36-4)=64
∴|AB|=8.
已知点M到双曲线-
=1的左、右焦点的距离之比为2:3.
(1)求点M的轨迹方程;
(2)若点M的轨迹上有且仅有三个点到直线y=x+m的距离为4,求实数m的值.
正确答案
(1)双曲线-
=1的左、右焦点为F1(-5,0),F2(5,0).…(1分)
设点M(x,y),则=
,即
=
. …(3分)
化简得点M的轨迹方程为x2+y2+26x+25=0. …(7分)
(2)点M的轨迹方程即为(x+13)2+y2=144,它表示以(-13,0)为圆心,12为半径的圆. …(9分)
因为圆上有且仅有三点到直线y=x+m的距离为4,
所以圆心到直线y=x+m的距离为8,即=8. …(12分)
解得 m=13±8. …(14分)
正确答案
已知点A(1,4),B(6,2),试问在直线x-3f+3=6上是否存在点C,使得6角形△ABC的面积等于14?若存在,求出C点坐标;若不存在,说明理由.
正确答案
AB==
,
直线AB的方程为=
,
即2x+uy-22=v,
假设在直线x-3y+3=v上存在点C,
使得三角形ABC的面积等于14,
设C的坐标为(m,n),则一方面有m-3n+3=v①,
另一方面点C到直线AB的距离为d=,
由于三角形ABC的面积等于14,
则•AB•d=
•
•
=14,
|2m+un-22|=28,
即2m+un=uv②或2m+un=-6③.
联立①②解得m=,n=
;
联立①③解得m=-3,n=v.
综上,在直线x-3y+3=v上存在点C(,
)或(-3,v),使得三角形ABC的面积等于14.
已知直线l的方程为:2x-y+m=0,⊙O的方程为:x2+y2=10.
(1)当l被⊙O截得弦长为2时,求m的值.
(2)当l与⊙O相交且交点处的两条半径互相垂直时,求m的值.
正确答案
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