故在与题意不符。
解析几何解答题。
1.如图,已知椭圆的左、右焦点分别为,下顶点为,点是椭圆上任一点,圆是以为直径的圆.
当圆的面积为,求所在的直线方程;
当圆与直线相切时,求圆的方程;
求证:圆总与某个定圆相切.
解 ⑴易得,,,设,则,2
又圆的面积为,∴,解得, ∴或,所在的直线方程为或;……4
∵直线的方程为,且到直线的距离为, 化简得,……6
联立方程组,解得或8
当时,可得, ∴圆的方程为;……9
当时,可得, ∴圆的方程为;…10
圆始终与以原点为圆心,半径(长半轴)的圆(记作圆o)相切.
证明14又圆的半径,∴,圆总与圆o内切。
2.已知直线所经过的定点恰好是椭圆的一个焦点,且椭圆上的点到点的最大距离为8.
1)求椭圆的标准方程;
2)已知圆,直线。试证明当点在椭圆上运动时,直线与圆恒相交;并求直线被圆所截得的弦长的取值范围。
解析】:1)由,得,则由,解得f(3,0), 设椭圆的方程为,则,解得 , 所以椭圆的方程为
(2)因为点在椭圆上运动,所以, 从而圆心到直线的距离。所以直线与圆恒相交。
又直线被圆截得的弦长为。
由于,所以,则,即直线被圆截得的弦长的取值范围是。
3.已知:双曲线中心在原点,焦点在x轴上,一条渐进线的倾斜角为,点(-4,-6)在其上,直线l的方程为:x-my-4=0.
1)求双曲线的方程;
2)若l与双曲线右支相交与a,b两点试证:以ab为直径的圆m必与双曲线右准线相交。
3)在(2)的条件下,试证明右准线分圆m所成的优弧与劣弧之比与m无关。
解析:(1) 所以,双曲线的方程为:
2)因为l的方程为:x-my-4=过双曲线的右焦点f(4,0)。设ab中点为m,a,b,m在右准线上的射影为a1,b1 m1 则。
所以即r=2mm1=2d
所以:d=(3)设圆m交右准线于p,q,连pm,qm,设, 则。
又所以所以,劣弧与优弧之比为1:2,与m无关。
3、已知曲线,直线,为坐标原点.
1)若该曲线的离心率为,求该的曲线c的方程;
2)当时,直线与曲线c相交于两点,试问在曲线上是否存在点使得?若存在,求实数的取值范围;若不存在,请说明理由;
(1)、若焦点在轴上,;若焦点在轴上,;
2)、由题:直线与曲线都恒过定点,;
可得,假设存在满足条件的q,,代入曲线c可得。
=,所以:满足条件。
4、已知双曲线:的一个焦点与抛物线的焦点重合,且双曲线的离心率为。
1)求双曲线的方程。
2)若有两个半径相同的圆,它们的圆心都在轴上方且分别在双曲线的两渐近线上,过双曲线的右焦点且斜率为的直线与圆都相切,求两圆圆心连线斜率范围。
解:(1)因为抛物线的焦点为,由已知得,所以由,得,所以双曲线的方程为。
2)双曲线的渐近线方程为,直线的方程为,由已知可设圆,圆,其中,因为直线与圆都相切,所以,得或,即,或,设两圆圆心连线斜率为,则,当时,当时, =因为,所以,故可得,综上:两圆圆心连线斜率的范围为。
5、已知椭圆:()的离心率为,过右焦点且斜率为1的直线交椭圆于两点,为弦的中点。
1)求直线(为坐标原点)的斜率;
2)设椭圆上任意一点 ,且,求的最大值和最小值。
解:(1)设椭圆的焦距为2c,因为,所以有,故有。从而椭圆c的方程可化为易知右焦点f的坐标为(),据题意有ab所在的直线方程为。
由①,②有。
设,弦ab的中点,由③及韦达定理有:
所以,即为所求。
2)显然与可作为平面向量的一组基底,由平面向量基本定理,对于这一平面内的向量,有且只有一对实数,使得等式成立。设,由1)中各点的坐标有:,所以。
又点在椭圆c上,所以有整理为。
由③有:。所以。
又a﹑b在椭圆上,故有。
将⑤,⑥代入④可得。
故有。所以。
立体几何。1.如图.在组合体中,是一个长方体,是一个四棱锥,且平面,.
1)求证:;
2)若,当为何值时,∥平面;
3)求点到平面的距离;
4)(备选)在(2)的前提下,若点在同一球面上,求此球面的面积。
第1问:要证线面垂直,只需证线线垂直。据,可得;
可得,从而得证。
第2问:若∥平面,据线面平行的性质定理可得∥,知,则即可。
第3问:欲求点到平面的距离,直接由点作平面的垂线,需补形,不易作出,考虑用等积法完成,十分简洁。
第4问:在条件及(2)的前提下,可知两两垂直,引导学生分析:点所在的球面就是以为相邻三条棱的长方体的外接球面,从而可求此球面的直径,可求出球面的面积。
解题过程】证明:(1)因为是一个长方体,所以,而。
平面,所以平面,则。
因为,所以为等腰直角三角形,则。
因为垂直于平面内的两条相交直线和,则。
2)当时,四边形是一个正方形,所以,因,又和在同一个平面内,所以∥,因平面,平面,则∥平面。
3)过点作交于,因为面面,面面,所以平面,可求得。连结,设点到平面的距离为,三棱锥的体积与三棱锥的体积相等,则,因为可求得,所以,,则,,则点到平面的距离为。
4)因为平面,在平面内, ,由(2)知,即,可知两两垂直,点所在的球面就是以为相邻三条棱的长方体的外接球面,因为,,从而此球面的直径,所以球面的半径,则所求球面的面积为。
2.在长方体中,分别是的中点,,过三点的的平面截去长方体的一个角后。得到如图所示的几何体,且这个几何体的体积为。
1)求证: /平面; (2)求的长;
3)**段上是否存在点,使直线与垂直,如果存在,求线段的长,如果不存在,请说明理由。
第1问:要证线面平行,只需证线线平行,常见思路:构造三角形、
平行四边形。连结,可证,则。
第2问:条件是“几何体的体积为”,怎样求几何体的体积呢?通过补形。
第3问:(1)探求性的问题,如何处理?分析——下结论——证明。
(2)若**段上存在点,使与垂直。
由三点确定的平面交于。由于与垂直,只要与垂直即可。
(3)在直角梯形中可求线段的长。
解题过程】解:(1)在长方体中,可知,则四边形是平行四边形,所以。因为分别是的中点,所以,则,又面,面,则//平面。
3)在平面中作交于,过作交于点,则。 因为,而又,且。
为直角梯形,且高。
3.如图,在四棱锥中,平面,,,
1)求证:;
2)**段(不包括端点)上能否找到一点,使平面;
3)求点到平面的距离;
4)求四棱锥的外接球的表面积。
第1问:平面可得到哪些结论?欲证,可从两个角度入手:
方案一:计算△的三边长,用勾股定理判定。怎么求?
方案二:先证线面垂直。平面吗?
第2问:从形上直观感觉不存在,可考虑用反证法说明理由。若平面,又。
平面,则平面平面,与题设矛盾。
第3问:方案一:直接作出垂线段。点到平面的距离与中点到平面的距离有什么关系?到平面的距离与到平面的距离相等吗?如何作出到平面的垂线段?
方案二:类比平面几何中利用三角形等积法求高,立体几何中利用三棱锥等积法求高。吗?△面积如何求?
第4问:外接球的球心到四个顶点的距离相等,利用△与△均为直角三角形,分析出球心是线段的中点。
解题过程】1)证明:因为平面,平面,所以。
由,得。又,平面,
所以平面。因为平面,故。
2)假设平面。
因为,平面,平面,所以平面。
又平面,所以平面平面。
这与平面平面于点矛盾,所以**段(不包括端点)上不能找到点满足题意。
3)设点到平面的距离为。
三棱锥的体积为。
的面积为。由,得,故点到平面的距离为。
4)因为△与△均为直角三角形,故球心是线段的中点,半径。
所以。4. 如图,矩形中,为上的点,且,.
ⅰ)求证:平面;
ⅱ)求证:平面;
ⅲ)求三棱锥的体积.
解析:(ⅰ证明: 平面,.
∴平面,则.
又平面,则. ∴平面。
ⅱ)证明:依题意可知:是中点.
平面,则,而. ∴是中点.
在中,,∴平面.
ⅲ)解法一: 平面,∴,而平面.
∴平面,∴平面.
是中点,∴是中点.∴ 且.
平面,∴.∴中,.∴
解法二:.
5.如图,在直四棱柱abcd-abcd中,底面abcd为等腰梯形,ab//cd,ab=4, bc=cd=2, aa=2, e、e分别是棱ad、aa的中点。
1) 设f是棱ab的中点,证明:直线ee//平面fcc;
2) 证明:平面d1ac⊥平面bb1c1c.
证明:(1)在直四棱柱abcd-abcd中,取a1b1的中点f1,连接a1d,c1f1,cf1,因为ab=4, cd=2,且ab//cd,所以cda1f1,a1f1cd为平行四边形,所以cf1//a1d,又因为e、e分别是棱ad、aa的中点,所以ee1//a1d,所以cf1//ee1,又因为平面fcc,平面fcc,所以直线ee//平面fcc.
2)连接ac,在直棱柱中,cc1⊥平面abcd,ac平面abcd,所以cc1⊥ac,因为底面abcd为等腰梯形,ab=4, bc=2,f是棱ab的中点,所以cf=cb=bf,△bcf为正三角形,△acf为等腰三角形,且。
所以ac⊥bc, 又因为bc与cc1都在平面bb1c1c内且交于点c,
所以ac⊥平面bb1c1c,而平面d1ac, 所以平面d1ac⊥平面bb1c1c.
6.如图所示,在四棱锥s-abcd中,侧棱sa=sb=sc=sd,底面abcd是正方形,ac与交于点o,
(1)求证:ac⊥平面sbd;
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