题目列表(包括答案和解析)
2.菱形ABCD在平面内,,则PA与BD所成的角是_________.
1.四边形ABCD的四条边都相等,它们的对角线AC与BD必定_______,但不一定______.
22.(本小题满分12分)已知m∈R,直线l:mx-(m2+1)y=4m和圆C:x2+y2-8x+4y+16=0.
(1)求直线l斜率的取值范围;
(2)直线l能否将圆C分割成弧长的比值为的两段圆弧?为什么?
解析:(1)直线l的方程可化为y=x-,
直线l的斜率k=,
因为|m|≤(m2+1),
所以|k|=≤,当且仅当|m|=1时等号成立.
所以,斜率k的取值范围是[-,].
(2)不能.
由(1)知l的方程为
y=k(x-4),其中|k|≤.
圆C的圆心为C(4,-2),半径r=2.
圆心C到直线l的距离d= .
由|k|≤,得d≥>1,即d>.
从而,若l与圆C相交,则圆C截直线l所得的弦所对的圆心角小于.
所以l不能将圆C分割成弧长的比值为的两段圆弧.
21.(本小题满分12分)直线y=kx与圆x2+y2-6x-4y+10=0相交于两个不同点A、B,当k取不同实数值时,求AB中点的轨迹方程.
剖析:本题考查与圆有关的轨迹问题.
解析:解法一:由
消去y,得(1+k2)x2-(6+4k)x+10=0.
设此方程的两根为x1、x2,AB的中点坐标为P(x,y),则由韦达定理和中点坐标公式,得x===. ①
又点P在直线y=kx上,
∴y=kx.
∴k=. ②
将②代入①,得x=(x≠0),整理得x2+y2-3x-2y=0.
故轨迹是圆x2+y2-3x-2y=0位于已知圆内的部分.
解法二:设A(x1,y1),B(x2,y2),则
x+y-6x1-4y1+10=0,①
x+y-6x2-4y2+10=0,②
①-②,得(x-x)+(y-y)-6(x1-x2)-4(y1-y2)=0.
设AB的中点为(x,y),则x1+x2=2x,y1+y2=2y.
代入上式,有2x(x1-x2)+2y(y1-y2)-6(x1-x2)-4(y1-y2)=0,
即(2x-6)(x1-x2)+(2y-4)(y1-y2)=0.
∴=-=-k. ③
又∵y=kx, ④
由③④得x2+y2-3x-2y=0.
故所求轨迹为已知圆内的一段弧.
点悟:解法一为参数法,适当引入参数,再消去参数得所求轨迹;解法二为“差分法”,是求中点轨迹的一种常用方法.
20.(本小题满分12分)某集团准备兴办一所中学,投资1200万元用于硬件建设.为了考虑社会效益和经济利益,对该地区教育市场进行调查,得出一组数据列表(以班为单位)如下:
|
班级 学生数 |
配备 教师数 |
硬件建设 (万元) |
教师年薪 (万元/人) |
初中 |
60 |
2.0 |
28 |
1.2 |
高中 |
40 |
2.5 |
58 |
1.6 |
根据有关规定,除书本费、办公费外,初中生每年可收取学费600元,高中生每年可收取学费1500元.因生源和环境等条件限制,办学规模以20至30个班为宜.根据以上情况,请你合理规划办学规模使年利润最大,最大利润多少万元?(利润=学费收入-年薪支出)
解析:设初中x个班,高中y个班,则
设年利润为s,则
s=60×0.06x+40×0.15y-2×1.2x-2.5×1.6y
=1.2x+2y
作出①、②表示的平面区域,如上图,易知当直线1.2x+2y=s过点A时,s有最大值.
由解得A(18,12)
∴smax=1.2×18+2×12=45.6(万元).
即学校可规划初中18个班,高中12个班,可获得最大年利润为45.6万元.
19.(本小题满分12分)设圆上的点A(2,3)关于直线x+2y=0的对称点仍在圆上,且与直线x-y+1=0相交的弦长为2,求圆的方程.
解析:设所求圆的圆心为(a,b),半径为r,
∵点A(2,3)关于直线x+2y=0的对称点A′仍在这个圆上,
∴圆心(a,b)在直线x+2y=0上,
∴a+2b=0, ①
(2-a)2+(3-b)2=r2. ②
又直线x-y+1=0截圆所得的弦长为2,
∴r2-()2=()2 ③
解由方程①、②、③组成的方程组得:
或
∴所求圆的方程为
(x-6)2+(y+3)2=52或(x-14)2+(y+7)2=244.
18.(本小题满分12分)已知直线l经过点P(3,1),且被两平行直线l1;x+y+1=0和l2:x+y+6=0截得的线段之长为5,求直线l的方程.
分析一:如图,利用点斜式方程,分别与l1、l2联立,求得两交点A、B的坐标(用k表示),再利用|AB|=5可求出k的值,从而求得l的方程.
解析:解法一:若直线l的斜率不存在,则直线l的方程为x=3,此时与l1、l2的交点分别为A′(3,-4)或B′(3,-9),截得的线段AB的长|AB|=|-4+9|=5,符合题意.
若直线l的斜率存在,则设直线l的方程为y=k(x-3)+1.
解方程组得
A(,-).
解方程组得
B(,-).
由|AB|=5.
得(-)2+(-+)2=52.
解之,得k=0,直线方程为y=1.
综上可知,所求l的方程为x=3或y=1.
分析二:用l1、l2之间的距离及l与l1夹角的关系求解.
解法二:由题意,直线l1、l2之间的距离为d==,且直线L被平行直线l1、l2所截得的线段AB的长为5,设直线l与直线l1的夹角为θ,则sinθ==,故θ=45°.
由直线l1:x+y+1=0的倾斜角为135°,知直线l的倾斜角为0°或90°,又由直线l过点P(3,1),故直线l的方程为:
x=3或y=1.
分析三:设直线l1、l2与l分别相交于A(x1,y1),B(x2,y2),则通过求出y1-y2,x1-x2的值确定直线l的斜率(或倾斜角),从而求得直线l的方程.
解法三:设直线l与l1、l2分别相交A(x1,y1)、B(x2,y2),则x1+y1+1=0,x2+y2+6=0.
两式相减,得(x1-x2)+(y1-y2)=5. ①
又(x1-x2)2+(y1-y2)2=25. ②
联立①、②可得
或
由上可知,直线l的倾斜角分别为0°或90°.
故所求的直线方程为x=3或y=1.
17.(本小题满分10分)求经过7x+8y=38及3x-2y=0的交点且在两坐标轴上截得的截距相等的直线方程.
解析:易得交点坐标为(2,3)
设所求直线为7x+8y-38+λ(3x-2y)=0,
即(7+3λ)x+(8-2λ)y-38=0,
令x=0,y=,
令y=0,x=,
由已知,=,
∴λ=,即所求直线方程为x+y-5=0.
又直线方程不含直线3x-2y=0,而当直线过原点时,在两轴上的截距也相等,故3x-2y=0亦为所求.
16.(2009·山东济南一模)若直线y=kx-与圆x2+y2=2相交于P、Q两点,且∠POQ=120°(其中O为原点),k的值为________.
答案:±
解析:由图可知,点P的坐标为(0,-),
∠OPQ=30°,∴直线y=kx-的倾斜角为60°或120°,∴k=±.
15.(2009·朝阳4月,12)已知动直线l 平分圆C:(x-2)2+(y-1)2=1,则直线l与圆:(θ为参数)的位置关系是________.
答案:相交
解析:动直线l平分圆C:(x-2)2+(y-1)2=1,即圆心(2,1)在直线上,又圆O:即x2+y2=9,且22+12<9,(2,1)在圆O内,则直线l与圆O:
(θ为参数)的位置关系是相交,故填相交.
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