高考试题(直线和圆的方程)(2)

2020-02-20 13:54

?5x?10y?60,?取最大值. 解方程组?8x?2y?40.

得x?4,y?4.即x?4,y?4时,z取最大值,z的最大值为25.2。

(天津)某人在一山坡P处观看对面山项上的一座铁塔,如图所示,塔高BC=80(米),塔所在的山高OB=220(米),OA=200(米),图中所示的山坡可视为直线l且点P在直线l上,l与水平地面的夹角为?,tan?=1/2试问此人距水平地面多高时,观看塔的视角∠BPC最大(不计此人的身高)

,0),解:如图所示,建立平面直角坐标系,则A(200B(0,220),C(0,300).

直线l的方程为y?(x?200)tan?,即

y?x?2002.

CBy设点P的坐标为(x,y),则由经过两点的直线的斜率公式

P(x,x?200)2(x?200)

kPCP?oAxkPBx?200?300x?8002??x2x, x?200?220x?6402??x2x.

由直线PC到直线PB的角的公式得

tanBPC?kPB?kPC1?kPBkPC16064x2x??2x?800x?640x?288x?160?6401??2x2x

6416?0640x??288x (x?200)

160?640x??288x要使tanBPC达到最大,只须达到最小.

160?640160?640x?x??288?2160?640?288xx由均值不等式.当且仅当时上式320?200y??60y2取等号.故当x?320时tanBPC最大.这时,点P的纵坐标为.

?0??BPC?2,所以tanBPC最大时,?BPC最大.故当此人距由此实际问题知,

水平地面60米高时,观看铁塔的视角?BPC最大。

? 命题走势

- 6 -

(7) 三年的“直线与圆的方程”考了哪些内容?

近三年全国高考对本章设题考查了4个方面的内容; 一、直线方程和两直线的位置关系 求直线方程的主要方法是待定系数法,在使用待定系数法求直线方程时,要注意形式的选择,注意讨论的思想.平行与垂直是平面内两直线的两种特殊位置关系.高考时该考点每年必考,常考常新.

【例1】 (2005年全国Ⅲ)已知过点A??2,m?和B?m,4?的直线与直线2x?y?1?0平行,则的值为 ( )

A 0 B ?8 C 2 D 10

????解:直线2x+y-1=0的一个方向向量为a=(1,-2),AB?(m?2,4?m),由AB?a

即(m+2)×(-2)-1×(4-m)=0,m=-8,选B.

【例2】 (2006年上海)如图,平面中两条直线l1和l2相交于点O,对于平面上任意一点M,若p、q分别是M到直线l1和l2的距离,则称有序非负实数对(p,q)是点M的“距离坐标”.

已知常数p≥0,q≥0,给出下列命题:

① 若p=q=0,则“距离坐标”为(0,0)的

点有且仅有1个;

② 若pq=0,且p+q≠0,则“距离坐标”为 (p,q)的点有且仅有2个;

③ 若pq≠0,则“距离坐标”为(p,q)的点有且仅有4个.

上述命题中,正确命题的个数是 [答]( )

(A)0; (B)1; (C)2; (D)3. 解:选(D)

① 正确,此点为点O; ② 正确,注意到p,q为常数,由p,q中必有一个为零,另一个非零,从而可知有且仅有2个点,这两点在其中一条直线上,且到另一直线的距离为

M(p,q)

l1l2

O q(或p); ③ 正确,四个交点为与直线l1相距为p的两条平行线和与直线l2相距为q的

两条平行线的交点.

二、简单线性规划

线性规划是教材的重点内容,也是高考的热点之一,2006年高考有12个省市都对该知识进行考查.一般为中、低档题.

【例3】(2005年浙江)设集合A={(x,y)|x,y,1-x-y是三角形的三边长},

则A所表示的平面区域(不含边界的阴影部分)是( )

- 7 -

?x?01??y?00?x??2???1?x?y?01?解:由题意可知?得?0?y?由此可知A所表示的平面区

2x?y.?1?x?y???1?1?x?y?x?y?2?x?y?1???1?x?y?y?x域(不含边界的阴影部分)是(A )

?x?y?4? 【例4】 (2006年北京)已知点P(x,y)的坐标满足条件?y?x,点O为坐标

?x?1?原点,那么|PO|的最小值等于2,最大值等于

_________________________10.

解:画出可行域,如图所示:

y易得A(2,2),OA=22 BB(1,3),OB=10 C(1,1),OC=2 故|OP|的最大值为10, 最小值为2.

COAx【例5】 (2007年全国卷Ⅰ)下面给出的四个点中,到直线x?y?1?0的距离为2,2且位于??x?y?1?0,表示的平面区域内的点是( )

?x?y?1?0 - 8 -

, A.(11), B.(?11)

,?1) C.(?1,?1) D.(1解:C 先看满足第一个条件的点,1-1+1=1,-1-1+1=-1,-1-(-1)+1=1,1-(-1)+1=3,排除D.再看满足x-y+1>0的点,可以排除B,而A不满足x+y-1<0,故只有C.

三、圆的方程

重点考查标准方程和一般方程,有时也将圆的方程作为解答题考查.

【例6】 (2005年北京)如图,圆O1与圆O2的半径都是1,O1O2=4,过动点P分别作圆

O1、圆O2的切线PM、PN(M、N分别为切点),使得PM?坐标系,并求动点P的轨迹方程.

P

M N O1 O2

分析:本题是解析几何中求轨迹方程问题,由题意建立坐标系,写出相关点的坐标,由几何

关系式:PM=2PN,即

PM=2PN,结合图形由勾股定理转化为:

2PN.试建立适当的

2PO12?1?2(PO2?1),设P(x,y)由距离公式写出代数关系式,化简整理得出所求

轨迹方程.

解析:以O1O2的中点O为原点,O1O2所在直线为x轴,建立如图所示平面直角坐标系, y P M N x

O1 O2 O

则O1(-2,0),O2(2,0),由已知:PM=2PN,即 PM=2PN,

因为两圆的半径都为1,所以有:PO1?1?2(PO2?1),设P(x,y) 则(x+2)2+y2-1=2[(x-2)2+y2-1], 即(x?6)?y?33

综上所述,所求轨迹方程为:(x?6)?y?33(或x?y?12x?3?0)

22222222 - 9 -

评析:本题命题意图是考查解析几何中求轨迹方程的方法,考查建立坐标系,数形结合数学思

想方法,勾股定理,两点间距离公式等相关知识点,及分析推理、计算化简技能、技巧等。

【例7】 (2006年上海卷)已知圆x-4x-4+y2=0的圆心是点P,则点P到直线x-y-1=0的距离是 .

解:由已知得圆心为:P(2,0),由点到直线距离公式得:d?

【例8】(2007年湖南卷)圆心为(11),且与直线x?y?4相切的圆的方程是 . 解:设圆的标准方程为(x?1)2?(y?1)2?r2,且与x+y=4相切,∴

2|2?0?1|2?. 21?1r?

|1?1?4|2?2,所以圆的方程为(x-1)2+(y-1)2=2.

四、直线与圆的位置关系

【例9】 (2005年重庆卷)若x2?y2?4,则x?y的最大值是 . 解:令x=2cosα,y=2sinα,则x-y=2cosα-2sinα=2

2sin(

?4??)≤22,∴若

x2?y2?4,则x?y的最大值是22.

【例10】 (2006年全国卷Ⅱ)过点(1,2)的直线l将圆(x?2)2?y2?4分成两段弧,当劣弧所对的圆心角最小时,直线l的斜率k= .

解:(数形结合)由图形可知点A(1,2)在圆(x?2)2?y2?4的内部, 圆心为O(2,0)要使得劣弧所对的圆心角最小,只能是直线l?OA,所以kl??112 ???kOA2?2【例11】 (2007年江西卷)设有一组圆Ck:(x?k?1)2?(y?3k)2?2k4(k?N*).下列四个命题:

A.存在一条定直线与所有的圆均相切 B.存在一条定直线与所有的圆均相交 C.存在一条定直线与所有的圆均不相交 .

D.所有的圆均不经过原点 .其中真命题的代号是 .(写出所有真命题的代号)

解:圆心为(k-1,3k).圆心在y=3(x+1)上移动,半径也随k的增大而增大,故y=3(x+1)一定与所有的圆均相交,故B正确C不正确.

对于选项A,设存在定直线Ax+By+C=0与圆相切.

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