2000-2005年全国高中数学联合竞赛解析几何试题分类汇编[整理]人(2)

2019-03-16 15:23

11a1?a2,得a? 23111 故当0<a≤时,aa?a2≤a1?a2,此时Smax?a1?a2.

232111 当?a?时,aa?a2?a1?a2,此时Smax?aa?a2.……… 20分

232 令aa?a2?215.解:设B点坐标为(y1?4,y1),C点坐标为(y2?4,y).

2显然y1?4?0,故kAB?y1?21? 2y1?4y1?2由于AB?BC,所以kBC??(y1?2)

2??y?y1??(y1?2)[x?(y1?4)]从而?,消去x,注意到y?y1得:

2??y?x?4(2?y1)(y?y1)?1?0?y12?2(2?y)y1?(2y?1)?0

由??0解得:y?0或y?4.

当y?0时,点B的坐标为(?3,?1);当y?4时,点B的坐标为(5,?3),均满足是题意.故点C的纵坐标的取值范围是y?0或y?4.

16.解:如图,以O为原点,OA所在直线为x轴建立直角坐标系,则有A(a,0).设折叠

时,⊙O上点A/(Rcos?,Rsin?)与点A重合,而折痕为直线MN,则 MN为线段AA/的中垂线.设P(x,y)为MN上任一点,则|PA/|=|PA| 5分 ∴(x?Rcos?)2?(y?Rsin)2?(x?a)2?y2 即2R(xcos??ysin?)?R2?a2?2ax 10分 ∴

xcos??ysin?x?y22?R2?a2?2ax2Rx?y2222

可得:sin(???)?R2?a2?2ax2Rx?y(sin??xx?y22,cos??yx?y22)

R2?a2?2ax2Rx?y22≤1 (此不等式也可直接由柯西不等式得到) 15分

用心 爱心 专心 115号编辑 6

a2)y22 平方后可化为 ≥1, ?R2R2a2()()?()222a(x?)2y22 即所求点的集合为椭圆圆=1外(含边界)的部分. ?R2R2a2()()?()222 20分

(x?17. 解:(Ⅰ)直线AB、AC、BC的方程依次为y?44(x?1),y??(x?1),y?0。点3311P(x,y)到AB、AC、BC的距离依次为d1?|4x?3y?4|,d2?|4x?3y?4|,d3?|y|。

552依设,d1d2?d3,得|16x2?(3y?4)2|?25y2,即

16x2?(3y?4)2?25y2?0,或16x2?(3y?4)2?25y2?0,化简得点P的轨迹方程为

圆S:2x2?2y2?3y?2?0与双曲线T:8x2?17y2?12y?8?0 (Ⅱ)由前知,点P的轨迹包含两部分 圆S:2x?2y?3y?2?0 与双曲线T:8x?17y?12y?8?0

2222 ......5分

① ②

因为B(-1,0)和C(1,0)是适合题设条件的点,所以点B和点C在点P的轨迹上,且点P的轨迹曲线S与T的公共点只有B、C两点。

1?ABC的内心D也是适合题设条件的点,由d1?d2?d3,解得D(0,),且知它在圆S

2上。直线L经过D,且与点P的轨迹有3个公共点,所以,L的斜率存在,设L的方程为

1y?kx?

2③

(i)当k=0时,L与圆S相切,有唯一的公共点D;此时,直线y?

1

平行于x轴,表明2

L与双曲线有不同于D的两个公共点,所以L恰好与点P的轨迹有3个公共点。......10分 (ii)当k?0时,L与圆S有两个不同的交点。这时,L与点P的轨迹恰有3个公共点只能有两种情况:

情况1:直线L经过点B或点C,此时L的斜率k??1,直线L的方程为x??(2y?1)。2代入方程②得y(3y?4)?0,解得E(,)或F(-,)。表明直线BD与曲线T有2个

用心 爱心 专心 115号编辑 7

54335433

交点B、E;直线CD与曲线T有2个交点C、F。 故当k??

1时,L恰好与点P的轨迹有3个公共点。 ......15分 21情况2:直线L不经过点B和C(即k??),因为L与S有两个不同的交点,所以

2?8x2?17y2?12y?8?0?L与双曲线T有且只有一个公共点。即方程组?有且只有一组实1?y?kx??2数解,消去y并化简得(8?17k)x?5kx?22225?0 4 ⑤

该方程有唯一实数解的充要条件是8?17k?0 或(?5k)?4(8?17k)2225?0 4

解方程④得k??2234,解方程⑤得k??。

21712342,?,?}。 .....20分 2172综合得直线L的斜率k的取值范围是有限集{0,?18.解一:过抛物线上点A的切线斜率为:y??2x|x?1?2,?切线AB的方程为

1y?2x?1.?B、D的坐标为B(0,?1),D(,0),?D是线段AB的中点. ………………5

2分

2设P(x,y)、C(x0,x0)、E(x1,y1)、F(x2,y2),则由21??1x01??1x0x1?,y1?;1??11??12?2x0?1??2x0x2?,y2?.

1??21??2AE??1知, EC得

BE??2,FC∴EF所在直线方程为:

用心 爱心 专心 115号编辑 8

21??1x01??1x0y?x?1??11??1?, 22?1??2x01??1x0?2x01??1x0??1??21??11??21??122化简得[(?2??1)x0?(1??2)]y?[(?2??1)x0?3]x?1?x0??2x0.…①…………10分 222x0x?x01当x0?时,直线CD的方程为:y?…②

22x0?1x0?1?x??1?32y?(3x?1).……… 联立①、②解得?,消去,得P点轨迹方程为:x023?y?x0?3?15分 当x0?1311311

?y?(?2??1?3)x???2,CD方程为:x?,时,EF方程为:

2244242

1??x?,??2?2?x?1,?x?. 联立解得?也在P点轨迹上.因C与A不能重合,∴?013?y?.??12???12(3x?1)2(x?).…………………………20分 331解二:由解一知,AB的方程为y?2x?1,B(0,?1),D(,0),故D是AB的中点. ……

2∴所求轨迹方程为y?5分 令??CDCACB,t1??1??1,t2??1??2,则t1?t2?3.因为CD为?ABC的中线, CPCECF?S?CAB?2S?CAD?2S?CBD.

SSt?t1CE?CFS?CEF11133????CEP??CFP?(?)?12?,???,t1t2CA?CBS?CAB2S?CAD2S?CBD2t1?t2?2t1t2?2t1t2?2?P是?ABC的重心. ……………………………………………………………10分

设P(x,y),C(x0,x0),因点C异于A,则x0?1,故重心P的坐标为

用心 爱心 专心 115号编辑 9

2

220?1?x01?x0?1?1?x0x012x??,(x?),y??,消去x0,得y?(3x?1)2.

333333故所求轨迹方程为y?12(3x?1)2(x?).………………………………………20分 33用心 爱心 专心 115号编辑

10


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