[解析]设粒子的入射速度为v,第一次射出磁场的点为,与板碰撞后再次进入磁场的位置为.粒子在磁场中运动的轨道半径为R,有-⑴,粒子速率不变,每次进入磁场与射出磁场位置间距离保持不变有-⑵,粒子射出磁场与下一次进入磁场位置间的距离始终不变,与相等.由图可以看出--⑶ 设粒子最终离开磁场时,与档板相碰n次.若粒子能回到P点,由对称性,出射点的x坐标应为-a,即--⑷,由⑶⑷两式得--⑸ 若粒子与挡板发生碰撞,有--⑹联立⑶⑷⑹得n<3---⑺联立⑴⑵⑸得 ---⑻把代入⑻中得 ----⑼ ----⑾ ----⑿ 查看更多

 

题目列表(包括答案和解析)

已知函数的图象过坐标原点O,且在点处的切线的斜率是.

(Ⅰ)求实数的值; 

(Ⅱ)求在区间上的最大值;

(Ⅲ)对任意给定的正实数,曲线上是否存在两点P、Q,使得是以O为直角顶点的直角三角形,且此三角形斜边中点在轴上?说明理由.

【解析】第一问当时,,则

依题意得:,即    解得

第二问当时,,令,结合导数和函数之间的关系得到单调性的判定,得到极值和最值

第三问假设曲线上存在两点P、Q满足题设要求,则点P、Q只能在轴两侧。

不妨设,则,显然

是以O为直角顶点的直角三角形,∴

    (*)若方程(*)有解,存在满足题设要求的两点P、Q;

若方程(*)无解,不存在满足题设要求的两点P、Q.

(Ⅰ)当时,,则

依题意得:,即    解得

(Ⅱ)由(Ⅰ)知,

①当时,,令

变化时,的变化情况如下表:

0

0

+

0

单调递减

极小值

单调递增

极大值

单调递减

。∴上的最大值为2.

②当时, .当时, ,最大值为0;

时, 上单调递增。∴最大值为

综上,当时,即时,在区间上的最大值为2;

时,即时,在区间上的最大值为

(Ⅲ)假设曲线上存在两点P、Q满足题设要求,则点P、Q只能在轴两侧。

不妨设,则,显然

是以O为直角顶点的直角三角形,∴

    (*)若方程(*)有解,存在满足题设要求的两点P、Q;

若方程(*)无解,不存在满足题设要求的两点P、Q.

,则代入(*)式得:

,而此方程无解,因此。此时

代入(*)式得:    即   (**)

 ,则

上单调递增,  ∵     ∴,∴的取值范围是

∴对于,方程(**)总有解,即方程(*)总有解。

因此,对任意给定的正实数,曲线上存在两点P、Q,使得是以O为直角顶点的直角三角形,且此三角形斜边中点在轴上

 

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设椭圆的左、右顶点分别为,点在椭圆上且异于两点,为坐标原点.

(Ⅰ)若直线的斜率之积为,求椭圆的离心率;

(Ⅱ)若,证明直线的斜率 满足

【解析】(1)解:设点P的坐标为.由题意,有  ①

,得

,可得,代入①并整理得

由于,故.于是,所以椭圆的离心率

(2)证明:(方法一)

依题意,直线OP的方程为,设点P的坐标为.

由条件得消去并整理得  ②

.

整理得.而,于是,代入②,

整理得

,故,因此.

所以.

(方法二)

依题意,直线OP的方程为,设点P的坐标为.

由P在椭圆上,有

因为,所以,即   ③

,得整理得.

于是,代入③,

整理得

解得

所以.

 

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已知中心在坐标原点,焦点在轴上的椭圆C;其长轴长等于4,离心率为

(Ⅰ)求椭圆C的标准方程;

(Ⅱ)若点(0,1), 问是否存在直线与椭圆交于两点,且?若存在,求出的取值范围,若不存在,请说明理由.

【解析】本试题主要考查了椭圆的方程的求解,直线与椭圆的位置关系的运用。

第一问中,可设椭圆的标准方程为 

则由长轴长等于4,即2a=4,所以a=2.又,所以,

又由于 

所求椭圆C的标准方程为

第二问中,

假设存在这样的直线,设,MN的中点为

 因为|ME|=|NE|所以MNEF所以

(i)其中若时,则K=0,显然直线符合题意;

(ii)下面仅考虑情形:

,得,

,得

代入1,2式中得到范围。

(Ⅰ) 可设椭圆的标准方程为 

则由长轴长等于4,即2a=4,所以a=2.又,所以,

又由于 

所求椭圆C的标准方程为

 (Ⅱ) 假设存在这样的直线,设,MN的中点为

 因为|ME|=|NE|所以MNEF所以

(i)其中若时,则K=0,显然直线符合题意;

(ii)下面仅考虑情形:

,得,

,得……②  ……………………9分

代入①式得,解得………………………………………12分

代入②式得,得

综上(i)(ii)可知,存在这样的直线,其斜率k的取值范围是

 

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已知中心在原点,焦点在轴上的椭圆的离心率为,且经过点.

(Ⅰ)求椭圆的方程;

(Ⅱ)是否存过点(2,1)的直线与椭圆相交于不同的两点,满足?若存在,求出直线的方程;若不存在,请说明理由.

【解析】第一问利用设椭圆的方程为,由题意得

解得

第二问若存在直线满足条件的方程为,代入椭圆的方程得

因为直线与椭圆相交于不同的两点,设两点的坐标分别为

所以

所以.解得。

解:⑴设椭圆的方程为,由题意得

解得,故椭圆的方程为.……………………4分

⑵若存在直线满足条件的方程为,代入椭圆的方程得

因为直线与椭圆相交于不同的两点,设两点的坐标分别为

所以

所以

因为,即

所以

所以,解得

因为A,B为不同的两点,所以k=1/2.

于是存在直线L1满足条件,其方程为y=1/2x

 

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设抛物线>0)的焦点为,准线为上一点,已知以为圆心,为半径的圆,两点.

(Ⅰ)若,的面积为,求的值及圆的方程;

 (Ⅱ)若三点在同一条直线上,直线平行,且只有一个公共点,求坐标原点到距离的比值.

【命题意图】本题主要考查圆的方程、抛物线的定义、直线与抛物线的位置关系、点到直线距离公式、线线平行等基础知识,考查数形结合思想和运算求解能力.

【解析】设准线轴的焦点为E,圆F的半径为

则|FE|==,E是BD的中点,

(Ⅰ) ∵,∴=,|BD|=

设A(),根据抛物线定义得,|FA|=

的面积为,∴===,解得=2,

∴F(0,1),  FA|=,  ∴圆F的方程为:

(Ⅱ) 解析1∵三点在同一条直线上, ∴是圆的直径,,

由抛物线定义知,∴,∴的斜率为或-

∴直线的方程为:,∴原点到直线的距离=

设直线的方程为:,代入得,

只有一个公共点, ∴=,∴

∴直线的方程为:,∴原点到直线的距离=

∴坐标原点到距离的比值为3.

解析2由对称性设,则

      点关于点对称得:

     得:,直线

     切点

     直线

坐标原点到距离的比值为

 

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