本試卷分第Ⅰ卷(選擇題)和第Ⅱ卷(非選擇題)兩部分,共19小題,滿分150分,考試時(shí)間為120分鐘.
注意事項(xiàng):
1.答卷前,考生務(wù)必將自己的姓名、考號(hào)等填寫在答題卡指定位置上.
2.回答選擇題時(shí),選出每小題答案后,用鉛筆把答題卡上對(duì)應(yīng)題目的答案標(biāo)號(hào)涂黑.回答非選擇題時(shí),將答案寫在答題卡上.
第Ⅰ卷(選擇題,共58分)
一、單選題:本題共8小題,每小題5分,共40分.在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中,只有一項(xiàng)是符合題目要求的.
1. 已知直線的一個(gè)方向向量為,則直線的傾斜角為( )
A. B. C. D.
2. ,分別為直線與上任意一點(diǎn),則最小值為( )
A. B. C. D.
3. 已知、,則以AB為直徑的圓的一般方程為( )
A B.
C. D.
4. 圓與圓的公切條數(shù)為( )
A. 2條B. 1條C. 3條D. 4條
5. 已知雙曲線的左,右焦點(diǎn)分別為,點(diǎn)在雙曲線的右半支上,點(diǎn),則的最小值為( )
A. B. 4C. 6D.
6. 若直線與曲線恰有兩個(gè)交點(diǎn),則實(shí)數(shù)的取值范圍是( )
A. B. C. D.
7. 若圓上恰有2個(gè)點(diǎn)到直線的距離為1,則實(shí)數(shù)的取值范圍為( )
A. B. C. D.
8. 油紙傘是中國(guó)傳統(tǒng)工藝品,至今已有1000多年的歷史,為宣傳和推廣這一傳統(tǒng)工藝,北京市文化宮于春分時(shí)節(jié)開展油紙傘文化藝術(shù)節(jié).活動(dòng)中將油紙傘撐開后擺放在戶外展覽場(chǎng)地上,如圖所示,該傘的傘沿是一個(gè)半徑為的圓,圓心到傘柄底端距離為,陽(yáng)光照射油紙傘在地面形成了一個(gè)橢圓形影子(春分時(shí),北京的陽(yáng)光與地面夾角為),若傘柄底端正好位于該橢圓的焦點(diǎn)位置,則該橢圓的離心率為( )
A. B. C. D.
二、多選題:本題共3小題,每小題6分,共18分.在每小題給出的選項(xiàng)中,有多項(xiàng)符合題目要求的.全部選對(duì)的得6分,部分選對(duì)的得部分分,有選錯(cuò)的得0分.
9. 已知拋物線與雙曲線有相同的焦點(diǎn),點(diǎn)在拋物線上,則下列結(jié)論正確的有( )
A. 雙曲線的離心率為2B. 雙曲線的漸近線方程為
C. D. 點(diǎn)到拋物線的焦點(diǎn)的距離為4
10. 已知直線,圓為圓上任意一點(diǎn),則下列說(shuō)法正確的是( )
A. 直線與圓相切時(shí),
B. 的最大值為
C. 圓心到直線距離最大為4
D. 的最大值為5
11. 已知橢圓的左、右焦點(diǎn)分別為、,上頂點(diǎn)為,動(dòng)點(diǎn)在橢圓上,則下列描述正確的有( )
A. 若的周長(zhǎng)為6,則
B. 若當(dāng)時(shí),的內(nèi)切圓半徑為,則
C. 若存在點(diǎn),使得,則
D. 若的最大值為2b,則
第Ⅱ卷(非選擇題,共92分)
三、填空題:本題共3小題,每小題5分,共15分.
12. 動(dòng)點(diǎn)P到兩定點(diǎn)A(-4,0)、B(4,0)距離之和為10,則點(diǎn)P的軌跡方程為________.
13. 設(shè)為拋物線:的焦點(diǎn),過(guò)且傾斜角為的直線交于,兩點(diǎn),為坐標(biāo)原點(diǎn),則的面積為_______
14. 法國(guó)數(shù)學(xué)家加斯帕爾·蒙日發(fā)現(xiàn):過(guò)圓:上任意一點(diǎn)作雙曲線:的兩條切線,這兩條切線互相垂直,我們通常把這個(gè)圓稱作雙曲線的蒙日?qǐng)A.過(guò)雙曲線:的蒙日?qǐng)A上一點(diǎn)作的兩條切線,與該蒙日?qǐng)A分別交于,兩點(diǎn),若,則的周長(zhǎng)為________.
四、解答題:本題共5小題,共77分.解答應(yīng)寫出文字說(shuō)明、證明過(guò)程或演算步驟.
15. 光線自點(diǎn)射到點(diǎn)后被軸反射.
(1)求反射光線所在的直線的方程;
(2)求過(guò)點(diǎn)且與入射光線垂直的直線方程.(請(qǐng)用直線的一般方程表達(dá)解題結(jié)果).
16. 安慶市體育館的屋蓋網(wǎng)殼由兩個(gè)大小不同的雙層橢球殼相貫而成,其屋蓋網(wǎng)殼長(zhǎng)軸總尺寸約97米,短軸總尺寸約77米,短軸長(zhǎng)與長(zhǎng)軸長(zhǎng)的平方比接近黃金比0.618.我們把短軸長(zhǎng)與長(zhǎng)軸長(zhǎng)的平方比為的橢圓稱為黃金橢圓.現(xiàn)有一黃金橢圓其中A,F(xiàn)分別為其左頂點(diǎn)和右焦點(diǎn),B為上頂點(diǎn).
(1)求黃金橢圓C離心率;
(2)某同學(xué)在研究黃金橢圓的性質(zhì)時(shí)猜測(cè)可能為直角三角形,試判斷該同學(xué)的猜測(cè)是否正確,并說(shuō)明理由.
17. 已知圓與圓交于,兩點(diǎn),圓經(jīng)過(guò),兩點(diǎn),且圓心在直線上.
(1)求;
(2)求圓的方程.
18. 已知雙曲線,,斜率為的直線過(guò)點(diǎn).
(1)若,且直線與雙曲線只有一個(gè)公共點(diǎn),求的值;
(2)雙曲線上有一點(diǎn),的夾角為,求三角形的面積.
19. 直線族是指具有某種共同性質(zhì)直線的全體,例如表示過(guò)點(diǎn)的直線,直線的包絡(luò)曲線定義為:直線族中的每一條直線都是該曲線上某點(diǎn)處的切線,且該曲線上的每一點(diǎn)處的切線都是該直線族中的某條直線.
(1)若圓是直線族包絡(luò)曲線,求滿足的關(guān)系式;
(2)若點(diǎn)Px0,y0不在直線族:的任意一條直線上,求的取值范圍和直線族的包絡(luò)曲線;
(3)在(2)的條件下,過(guò)曲線上兩點(diǎn)作曲線的切線,其交點(diǎn)為.已知點(diǎn)C0,1,若三點(diǎn)不共線,探究是否成立?請(qǐng)說(shuō)明理由.海南中學(xué)2024-2025學(xué)年度第一學(xué)期期中考試
高二數(shù)學(xué) 試題
本試卷分第Ⅰ卷(選擇題)和第Ⅱ卷(非選擇題)兩部分,共19小題,滿分150分,考試時(shí)間為120分鐘.
注意事項(xiàng):
1.答卷前,考生務(wù)必將自己的姓名、考號(hào)等填寫在答題卡指定位置上.
2.回答選擇題時(shí),選出每小題答案后,用鉛筆把答題卡上對(duì)應(yīng)題目的答案標(biāo)號(hào)涂黑.回答非選擇題時(shí),將答案寫在答題卡上.
第Ⅰ卷(選擇題,共58分)
一、單選題:本題共8小題,每小題5分,共40分.在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中,只有一項(xiàng)是符合題目要求的.
1. 已知直線的一個(gè)方向向量為,則直線的傾斜角為( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【分析】根據(jù)直線方向向量寫出斜率,結(jié)合斜率與傾斜角關(guān)系確定傾斜角大小即可.
【詳解】由題設(shè),則直線的斜率,
結(jié)合直線傾斜角的范圍,易知直線的傾斜角為.
故選:B
2. ,分別為直線與上任意一點(diǎn),則最小值為( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【分析】利用兩平行線間的距離公式可求出的最小值.
【詳解】由,可得兩條直線相互平行,
所以最小值為平行線之間的距離,可化為,
所以,.
故選:A
3. 已知、,則以AB為直徑的圓的一般方程為( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】
【分析】求出AB的中點(diǎn)和可得以AB為直徑的圓的圓心坐標(biāo)和半徑,進(jìn)而得所求圓的標(biāo)準(zhǔn)方程,再將其轉(zhuǎn)化為一般方程即可得解.
【詳解】已知、,則AB中點(diǎn)坐標(biāo)為即.
,
所以以AB為直徑的圓的圓心為,半徑為.
所以圓的標(biāo)準(zhǔn)方程為,展開可得,
整理得.
故選:B.
4. 圓與圓的公切條數(shù)為( )
A. 2條B. 1條C. 3條D. 4條
【答案】A
【解析】
【分析】首先把圓的一般式轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)式,進(jìn)一步判斷兩圓的位置關(guān)系,最后得出兩圓的公切線的條數(shù).
【詳解】由是以為圓心, 3為半徑的圓.,
轉(zhuǎn)換為,
即該圓是以為圓心,4為半徑的圓.
所以圓心距,
所以
所以兩圓相交,故公切線的條數(shù)為2,
故選:A
5. 已知雙曲線的左,右焦點(diǎn)分別為,點(diǎn)在雙曲線的右半支上,點(diǎn),則的最小值為( )
A. B. 4C. 6D.
【答案】D
【解析】
【分析】首先利用雙曲線的定義轉(zhuǎn)化,再結(jié)合圖象,求的最小值,再聯(lián)立方程求交點(diǎn)坐標(biāo).
【詳解】由題意并結(jié)合雙曲線的定義可得
,
當(dāng)且僅當(dāng),,三點(diǎn)共線時(shí)等號(hào)成立.
而直線的方程為,由可得,所以,
所以點(diǎn)的坐標(biāo)為32,12.
所以當(dāng)且僅當(dāng)點(diǎn)的坐標(biāo)為32,12時(shí),的最小值為.
故選:D.
6. 若直線與曲線恰有兩個(gè)交點(diǎn),則實(shí)數(shù)的取值范圍是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【分析】先得到直線過(guò)定點(diǎn),作出直線與曲線C,由圖求出直線過(guò)點(diǎn)時(shí)斜率和直線與曲線C相切時(shí)的斜率即可樹形結(jié)合得解.
【詳解】由可知直線過(guò)定點(diǎn),
曲線兩邊平方得,
所以曲線C是以為圓心,半徑為1且位于直線x軸上方的半圓,
當(dāng)直線過(guò)點(diǎn)時(shí),直線與曲線C有兩個(gè)不同的交點(diǎn),此時(shí),
當(dāng)直線與曲線C相切時(shí),直線和圓有一個(gè)交點(diǎn),圓心到直線的距離,兩邊平方解得,
所以結(jié)合圖形可知直線與曲線C恰有兩個(gè)交點(diǎn),則.
故選:B.
7. 若圓上恰有2個(gè)點(diǎn)到直線的距離為1,則實(shí)數(shù)的取值范圍為( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【分析】求出與直線平行且到直線的距離為1的直線的方程為和,數(shù)形結(jié)合可知,圓與直線相交,與直線相離,利用點(diǎn)到直線的距離公式可求得的取值范圍.
【詳解】如圖所示.
設(shè)與直線平行且與直線之間的距離為1的直線方程為,
則,解得或,
圓心到直線的距離為,
圓到直線的距離為,
由圖可知,圓與直線相交,與直線相離,
所以,即.
故選:C
8. 油紙傘是中國(guó)傳統(tǒng)工藝品,至今已有1000多年的歷史,為宣傳和推廣這一傳統(tǒng)工藝,北京市文化宮于春分時(shí)節(jié)開展油紙傘文化藝術(shù)節(jié).活動(dòng)中將油紙傘撐開后擺放在戶外展覽場(chǎng)地上,如圖所示,該傘的傘沿是一個(gè)半徑為的圓,圓心到傘柄底端距離為,陽(yáng)光照射油紙傘在地面形成了一個(gè)橢圓形影子(春分時(shí),北京的陽(yáng)光與地面夾角為),若傘柄底端正好位于該橢圓的焦點(diǎn)位置,則該橢圓的離心率為( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【分析】根據(jù)給定條件,作出圖形,再利用正弦定理求出橢圓的長(zhǎng)軸長(zhǎng),結(jié)合焦點(diǎn)位置求出半焦距作答.
【詳解】如圖,傘的傘沿與地面接觸點(diǎn)B是橢圓長(zhǎng)軸的一個(gè)端點(diǎn),傘沿在地面上最遠(yuǎn)的投影點(diǎn)A是橢圓長(zhǎng)軸的另一個(gè)端點(diǎn),
對(duì)應(yīng)的傘沿為C,O為傘的圓心,F(xiàn)為傘柄底端,即橢圓的左焦點(diǎn),令橢圓的長(zhǎng)半軸長(zhǎng)為,半焦距為,
由,得,,
在中,,則,,
由正弦定理得,,解得,則,
所以該橢圓的離心率.
故選:A
二、多選題:本題共3小題,每小題6分,共18分.在每小題給出的選項(xiàng)中,有多項(xiàng)符合題目要求的.全部選對(duì)的得6分,部分選對(duì)的得部分分,有選錯(cuò)的得0分.
9. 已知拋物線與雙曲線有相同的焦點(diǎn),點(diǎn)在拋物線上,則下列結(jié)論正確的有( )
A. 雙曲線的離心率為2B. 雙曲線的漸近線方程為
C. D. 點(diǎn)到拋物線的焦點(diǎn)的距離為4
【答案】ACD
【解析】
【分析】根據(jù)雙曲線方程求出離心率可判斷A;求出雙曲線的漸近線方程可判斷B;由有相同的焦點(diǎn)求出可判斷C;點(diǎn)坐標(biāo)代入方程可判斷D.
【詳解】雙曲線的焦點(diǎn)為2,0,,,
對(duì)于A,雙曲線的離心率,故A正確;
對(duì)于B,雙曲線的漸近線方程為,故B錯(cuò)誤;
對(duì)于C,由有相同的焦點(diǎn),得,解得,故C正確;
對(duì)于D,拋物線的焦點(diǎn)為2,0,點(diǎn)在上,
則,故或,
所以點(diǎn)到的焦點(diǎn)的距離為4,故D正確.
故選:ACD.
10. 已知直線,圓為圓上任意一點(diǎn),則下列說(shuō)法正確的是( )
A. 直線與圓相切時(shí),
B. 的最大值為
C. 圓心到直線的距離最大為4
D. 的最大值為5
【答案】AB
【解析】
【分析】根據(jù)直線和圓位置關(guān)系、點(diǎn)和圓的位置關(guān)系等知識(shí)對(duì)選項(xiàng)進(jìn)行分析,從而確定正確答案.
【詳解】圓的方程可化為,
所以圓的圓心為,半徑.
直線,即,過(guò)定點(diǎn),
若直線與圓相切,則圓心到直線的距離為2,
即,解得,所以A選項(xiàng)正確.
如圖所示,當(dāng)直線的斜率大于零且與圓相切時(shí),最大,
此時(shí),且,B選項(xiàng)正確.
圓心到直線的距離,
當(dāng)時(shí),,
當(dāng)時(shí),,所以C選項(xiàng)錯(cuò)誤.
又,是圓上的點(diǎn),
所以的最大值為,D選項(xiàng)錯(cuò)誤.
故選:AB.
11. 已知橢圓的左、右焦點(diǎn)分別為、,上頂點(diǎn)為,動(dòng)點(diǎn)在橢圓上,則下列描述正確的有( )
A. 若的周長(zhǎng)為6,則
B. 若當(dāng)時(shí),的內(nèi)切圓半徑為,則
C. 若存在點(diǎn),使得,則
D. 若的最大值為2b,則
【答案】ABD
【解析】
【分析】利用焦點(diǎn)三角形的周長(zhǎng)求得,可求判斷A;利用余弦定理求得焦點(diǎn)三角形的面積,可得,求解可判斷B;若,則以為圓心,為半徑的圓與橢圓有交點(diǎn),則,求解可判斷C;,利用二次函數(shù)的最值可求得的范圍判斷D.
【詳解】對(duì)于A,由橢圓,可得,
因?yàn)榈闹荛L(zhǎng)為6,所以,解得,
因?yàn)?,所以,解得,故A正確;
對(duì)于B,由,可得,
當(dāng)時(shí),由余弦定理可得
,
則,解得,
所以,
又的內(nèi)切圓半徑為,
所以,
所以,所以,解得(舍去)或,
所以,故B正確;
對(duì)于C,若,則以為圓心,為半徑的圓與橢圓有交點(diǎn),則,
所以,所以,解得,
所以存在點(diǎn),使得,則,故C錯(cuò)誤;
對(duì)于D,設(shè),
,
又因?yàn)?,因?yàn)橄马旤c(diǎn)到上頂點(diǎn)的距離為2b,又的最大值為2b,
故時(shí)取最大值,所以,解得,故D正確.
故選:ABD.
【點(diǎn)睛】結(jié)論點(diǎn)睛:橢圓中焦點(diǎn)三角形的有關(guān)結(jié)論
(1)焦點(diǎn)三角形的周長(zhǎng)為;
(2)當(dāng)點(diǎn)為橢圓短軸的一個(gè)端點(diǎn)時(shí),為最大.
第Ⅱ卷(非選擇題,共92分)
三、填空題:本題共3小題,每小題5分,共15分.
12. 動(dòng)點(diǎn)P到兩定點(diǎn)A(-4,0)、B(4,0)距離之和為10,則點(diǎn)P的軌跡方程為________.
【答案】.
【解析】
【分析】利用定義法求點(diǎn)P的軌跡方程.
【詳解】解:因?yàn)椋?br>由橢圓的定義可知,動(dòng)點(diǎn)的軌跡是以,為焦點(diǎn),長(zhǎng)軸長(zhǎng)為10的橢圓,
所以,,
所以點(diǎn)的軌跡方程是.
故答案為:
13. 設(shè)為拋物線:的焦點(diǎn),過(guò)且傾斜角為的直線交于,兩點(diǎn),為坐標(biāo)原點(diǎn),則的面積為_______
【答案】
【解析】
【分析】
先由拋物線方程,得到,得出直線的方程,由拋物線的焦點(diǎn)弦公式求出弦長(zhǎng),再由點(diǎn)到直線距離公式,即可得出結(jié)果.
【詳解】因?yàn)闉閽佄锞€:的焦點(diǎn),所以,
又直線過(guò)點(diǎn)且傾斜角為,
則直線的方程為:,即,
設(shè),,
由消去可得,整理得,所以,
因此
又點(diǎn)到直線的距離為,
所以的面積為.
故答案為:.
【點(diǎn)睛】思路點(diǎn)睛:
求拋物線中三角形面積的一般步驟:
(1)設(shè)直線與拋物線交點(diǎn)坐標(biāo),聯(lián)立直線與拋物線方程;
(2)根據(jù)拋物線的弦長(zhǎng)公式求弦長(zhǎng),根據(jù)點(diǎn)到直線距離公式求距離;
(3)根據(jù)三角形面積公式,即可得出結(jié)果.
14. 法國(guó)數(shù)學(xué)家加斯帕爾·蒙日發(fā)現(xiàn):過(guò)圓:上任意一點(diǎn)作雙曲線:的兩條切線,這兩條切線互相垂直,我們通常把這個(gè)圓稱作雙曲線的蒙日?qǐng)A.過(guò)雙曲線:的蒙日?qǐng)A上一點(diǎn)作的兩條切線,與該蒙日?qǐng)A分別交于,兩點(diǎn),若,則的周長(zhǎng)為________.
【答案】##
【解析】
【分析】根據(jù)得到,再利用求出另外兩直角邊即可得到周長(zhǎng).
【詳解】由題可知,的蒙日?qǐng)A方程為,半徑為,且,
所以為直徑,所以.
又,所以,.
所以的周長(zhǎng)為.
故答案為:.

四、解答題:本題共5小題,共77分.解答應(yīng)寫出文字說(shuō)明、證明過(guò)程或演算步驟.
15. 光線自點(diǎn)射到點(diǎn)后被軸反射.
(1)求反射光線所在的直線的方程;
(2)求過(guò)點(diǎn)且與入射光線垂直的直線方程.(請(qǐng)用直線的一般方程表達(dá)解題結(jié)果).
【答案】(1)
(2)
【解析】
【分析】(1)反射光線過(guò)點(diǎn) (2,0),而由物理學(xué)知識(shí)知反射角與入射角相等,因此反射光線與入射光線的斜率相反(注意直線的傾斜角不是入射角、反射角);
(2)根據(jù)垂直的直線的斜率乘積為-1可得所求直線的斜率,進(jìn)而由點(diǎn)斜式可得方程.
【小問1詳解】
設(shè),則,所以,直線方程為,即.
【小問2詳解】
設(shè)所求直線的斜率為,則,,直線方程為,即.
16. 安慶市體育館的屋蓋網(wǎng)殼由兩個(gè)大小不同的雙層橢球殼相貫而成,其屋蓋網(wǎng)殼長(zhǎng)軸總尺寸約97米,短軸總尺寸約77米,短軸長(zhǎng)與長(zhǎng)軸長(zhǎng)的平方比接近黃金比0.618.我們把短軸長(zhǎng)與長(zhǎng)軸長(zhǎng)的平方比為的橢圓稱為黃金橢圓.現(xiàn)有一黃金橢圓其中A,F(xiàn)分別為其左頂點(diǎn)和右焦點(diǎn),B為上頂點(diǎn).
(1)求黃金橢圓C的離心率;
(2)某同學(xué)在研究黃金橢圓的性質(zhì)時(shí)猜測(cè)可能為直角三角形,試判斷該同學(xué)的猜測(cè)是否正確,并說(shuō)明理由.
【答案】(1)
(2)正確,理由見解析
【解析】
【分析】(1)根據(jù)題目中黃金橢圓的定義,再根據(jù)離心率的計(jì)算公式可求得橢圓的離心率.(2)通過(guò)計(jì)算的值,可以判斷出三角形的形狀.
【小問1詳解】
由題意,設(shè)橢圓C的焦距為2c,則,
又,得,即,
,所以.
【小問2詳解】
正確.理由如下;
設(shè)橢圓中心為O,由
所以,即,
所以是直角三角形.
17. 已知圓與圓交于,兩點(diǎn),圓經(jīng)過(guò),兩點(diǎn),且圓心在直線上.
(1)求;
(2)求圓的方程.
【答案】(1);
(2).
【解析】
【分析】(1)首先作差得兩圓相交弦所在直線方程,然后根據(jù)弦長(zhǎng)公式計(jì)算即可;
(2)求出直線的方程,再聯(lián)立直線的方程得到圓的圓心坐標(biāo),再求出半徑即可.
【小問1詳解】
因?yàn)閳A與交于,兩點(diǎn),
所以兩圓方程作差得直線的方程為.
又圓,所以點(diǎn)到直線的距離,
所以;
【小問2詳解】
,圓,
則,,則,
則直線的方程為,即,
由,解得,所以,
所以點(diǎn)到直線的距離,
設(shè)圓的半徑為,所以,
所以圓的方程為.
18. 已知雙曲線,,斜率為的直線過(guò)點(diǎn).
(1)若,且直線與雙曲線只有一個(gè)公共點(diǎn),求的值;
(2)雙曲線上有一點(diǎn),的夾角為,求三角形的面積.
【答案】(1)或
(2)
【解析】
【分析】(1)根據(jù)直線過(guò)點(diǎn),寫出點(diǎn)斜式,當(dāng)直線與漸近線平行時(shí),與雙曲線有且只有一個(gè)交點(diǎn),當(dāng)直線與漸近線不平行時(shí),聯(lián)立直線與雙曲線,根據(jù)判別式可得斜率的值;
(2)根據(jù)雙曲線的定義及三角形余弦定理與面積公式可得解.
【小問1詳解】
當(dāng)時(shí),,
則直線方程為,
又雙曲線的漸近線為,
所以當(dāng)時(shí),直線與漸近線平行,此時(shí)直線與雙曲線只有一個(gè)公共點(diǎn);
當(dāng)時(shí),
聯(lián)立方程組,
得,
,
解得;
綜上所述,當(dāng)直線與雙曲線只有一個(gè)公共點(diǎn)時(shí)或;
【小問2詳解】
由雙曲線,
則,,,
又點(diǎn)在雙曲線上,即,即,
在中,
由余弦定理,
即,
解得,
所以面積.
19. 直線族是指具有某種共同性質(zhì)的直線的全體,例如表示過(guò)點(diǎn)的直線,直線的包絡(luò)曲線定義為:直線族中的每一條直線都是該曲線上某點(diǎn)處的切線,且該曲線上的每一點(diǎn)處的切線都是該直線族中的某條直線.
(1)若圓是直線族的包絡(luò)曲線,求滿足的關(guān)系式;
(2)若點(diǎn)Px0,y0不在直線族:的任意一條直線上,求的取值范圍和直線族的包絡(luò)曲線;
(3)在(2)的條件下,過(guò)曲線上兩點(diǎn)作曲線的切線,其交點(diǎn)為.已知點(diǎn)C0,1,若三點(diǎn)不共線,探究是否成立?請(qǐng)說(shuō)明理由.
【答案】(1)
(2)
(3)成立,理由見解析
【解析】
【分析】(1)根據(jù)包絡(luò)曲線的定義利用直線和圓相切即可得;
(2)易知方程無(wú)解,根據(jù)判別式可得,證明可得直線族的包絡(luò)曲線為;
(3)法一:求出兩點(diǎn)處曲線的切線的方程,解得,根據(jù)平面向量夾角的表達(dá)式即可得,即;
法二:過(guò)分別作準(zhǔn)線的垂線,連接,由導(dǎo)數(shù)求得切線斜率并利用拋物線定義和三角形內(nèi)角關(guān)系即可證明.
【小問1詳解】
由定義可知,與相切,
則圓的圓心到直線的距離等于1,
則,.
【小問2詳解】
點(diǎn)Px0,y0不在直線族的任意一條直線上,
所以無(wú)論取何值時(shí),無(wú)解.
將整理成關(guān)于的一元二次方程,
即.
若該方程無(wú)解,則,即.
證明:在上任取一點(diǎn)在該點(diǎn)處的切線斜率為,
于是可以得到在點(diǎn)處的切線方程為:,
即.
今直線族中,
則直線為,
所以該曲線上的每一點(diǎn)處的切線都是該直線族中的某條直線,
而對(duì)任意都是拋物線在點(diǎn)處的切線.
所以直線族的包絡(luò)曲線為.
【小問3詳解】
法一:已知C0,1,設(shè)Ax1,y1,Bx2,y2,
則,;
由(2)知在點(diǎn)Ax1,y1處的切線方程為;
同理在點(diǎn)Bx2,y2處的切線方程為;
聯(lián)立可得,所以.
因此,
同理.
所以,,
即,可得,
所以成立.
法二:過(guò)分別作準(zhǔn)線的垂線,連接,如圖所示:
則,因?yàn)椋@然.
又由拋物線定義得,故為線段的中垂線,得到,即.
同理可知,
所以,即.
則.
所以成立.
【點(diǎn)睛】關(guān)鍵點(diǎn)點(diǎn)睛:本題關(guān)鍵在于理解包絡(luò)曲線的定義,利用直線和曲線相切求出包絡(luò)曲線的方程為并進(jìn)行證明,再利用拋物線定義和性質(zhì)即可得出結(jié)論.

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