由中位线定理可得|OP|=|MF1|=2,
因此,点P的轨迹是以点O为圆心,半径为2的圆x2+y2=8.
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故答案为:x+y=8.
三、解答题(解答题应写出文字说明,证明过程或演算步骤) 17.设命题p:“对任意的x∈R,x2﹣2x>a”,命题q:“存在x∈R,使x2+2ax+2﹣a=0”.如果命题p∨q为真,命题p∧q为假,求实数a的取值范围. 【考点】复合命题的真假.
【分析】分别求出在命题p,q下的a的取值,然后根据条件判断出p,q中一真一假,所以分别求在这两种情况下a的范围,再求并集即可.
【解答】解:命题p:对任意的x∈R,x2﹣2x>a,∴x2﹣2x的最小值大于a; 2
x﹣2x的最小值为:﹣1; ∴﹣1>a,即a<﹣1;
2
命题q:存在x∈R,使x+2ax+2﹣a=0; 即方程x2+2ax+2﹣a=0有实根;
2
∴△=4a﹣4(2﹣a)≥0,解得a≤﹣2,或a≥1;
∵命题p∨q为真,命题p∧q为假,∴命题p,q中一真一假; ∴若p真q假:
,解得﹣2<a<﹣1;
若p假q真:,解得a≥1;
∴实数a的取值范围为(﹣2,﹣1)∪[1,+∞).
18.一边长为a的正方形铁片,铁片的四角截去四个边长均为x的小正方形,然后做成一个无盖方盒.
(1)试把方盒的容积V表示为x的函数; (2)x多大时,方盒的容积V最大?
【考点】利用导数求闭区间上函数的最值;函数解析式的求解及常用方法. 【分析】(1)由于在边长为a的正方形铁片的四角截去四个边长为x的小正方形,做成一个无盖方盒,所以无盖方盒的底面是正方形,且边长为a﹣2x,高为x,从而写出函数表达式; (2)求导V′(x)=12x2﹣8ax+a2=(6x﹣a)(2x﹣a),由导数可得在x=时函数V(x)有最大值. 【解答】解:(1)由于在边长为a的正方形铁片的四角截去四个边长为x的小正方形,做成一个无盖方盒,
所以无盖方盒的底面是正方形,且边长为a﹣2x,高为x, 则无盖方盒的容积V(x)=(a﹣2x)2x,0<x<; (2)∵V(x)=(a﹣2x)2x=4x3﹣4ax2+a2x,0<x<; ∴V′(x)=12x2﹣8ax+a2=(6x﹣a)(2x﹣a),
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∴当x∈(0,)时,V′(x)>0; 当x∈(,)时,V′(x)<0; 故x=是函数V(x)的最大值点, 即当x=时,方盒的容积V最大.
19.如图,在四棱锥P﹣ABCD中,PD⊥平面ABCD,PD=DC=BC=1,AB=2,AB∥DC,∠BCD=90°. (1)求证:PC⊥BC;
(2)求点A到平面PBC的距离.
【考点】点、线、面间的距离计算;空间中直线与平面之间的位置关系. 【分析】(1),要证明PC⊥BC,可以转化为证明BC垂直于PC所在的平面,由PD⊥平面ABCD,PD=DC=BC=1,AB=2,AB∥DC,∠BCD=90°,容易证明BC⊥平面PCD,从而得证; (2),有两种方法可以求点A到平面PBC的距离:
方法一,注意到第一问证明的结论,取AB的中点E,容易证明DE∥平面PBC,点D、E到平面PBC的距离相等,而A到平面PBC的距离等于E到平面PBC的距离的2倍,由第一问证明的结论知平面PBC⊥平面PCD,交线是PC,所以只求D到PC的距离即可,在等腰直角三角形PDC中易求; 方法二,等体积法:连接AC,则三棱锥P﹣ACB与三棱锥A﹣PBC体积相等,而三棱锥P﹣ACB体积易求,三棱锥A﹣PBC的地面PBC的面积易求,其高即为点A到平面PBC的距离,设为h,则利用体积相等即求. 【解答】解:(1)证明:因为PD⊥平面ABCD,BC?平面ABCD,所以PD⊥BC. 由∠BCD=90°,得CD⊥BC,
又PD∩DC=D,PD、DC?平面PCD, 所以BC⊥平面PCD.
因为PC?平面PCD,故PC⊥BC. (2)(方法一)分别取AB、PC的中点E、F,连DE、DF,则: 易证DE∥CB,DE∥平面PBC,点D、E到平面PBC的距离相等. 又点A到平面PBC的距离等于E到平面PBC的距离的2倍. 由(1)知:BC⊥平面PCD,所以平面PBC⊥平面PCD于PC, 因为PD=DC,PF=FC,所以DF⊥PC,所以DF⊥平面PBC于F.
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易知DF=,故点A到平面PBC的距离等于.
(方法二)等体积法:连接AC.设点A到平面PBC的距离为h. 因为AB∥DC,∠BCD=90°,所以∠ABC=90°. 从而AB=2,BC=1,得△ABC的面积S△ABC=1. 由PD⊥平面ABCD及PD=1,得三棱锥P﹣ABC的体积因为PD⊥平面ABCD,DC?平面ABCD,所以PD⊥DC. 又PD=DC=1,所以
由PC⊥BC,BC=1,得△PBC的面积由VA﹣PBC=VP﹣ABC,
,得
.
. ,
.
故点A到平面PBC的距离等于. 20.已知椭圆C的中心在坐标原点,焦点在x轴上,椭圆C上的点到焦点距离的最大值为3,最小值为1.
(1)求椭圆C的标准方程;
(2)若直线l:y=kx+m与椭圆C相交于A,B两点(A,B不是左右顶点),且以AB为直径的圆过椭圆C的右顶点.求证:直线l过定点,并求出该定点的坐标. 【考点】直线与圆锥曲线的综合问题;椭圆的标准方程. 【分析】(1)由已知椭圆C上的点到焦点距离的最大值为3,最小值为1,可得:a+c=3,a﹣c=1,从而可求椭圆的标准方程;
(2)直线与椭圆方程联立,利用以AB为直径的圆过椭圆的右顶点D(2,0),结合根的判别式和根与系数的关系求解,即可求得结论. 【解答】(1)解:由题意设椭圆的标准方程为
由已知椭圆C上的点到焦点距离的最大值为3,最小值为1, 可得:a+c=3,a﹣c=1, ∴a=2,c=1 ∴b2=a2﹣c2=3 ∴椭圆的标准方程为
;
,
(2)证明:设A(x1,y1),B(x2,y2)
联立,消去y可得(3+4k2)x2+8mkx+4(m2﹣3)=0,
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则
又
因为以AB为直径的圆过椭圆的右顶点D(2,0),∴kADkBD=﹣1,即
∴y1y2+x1x2﹣2(x1+x2)+4=0,∴∴7m2+16mk+4k2=0 解得:
,且均满足3+4k2﹣m2>0
当m1=﹣2k时,l的方程y=k(x﹣2),直线过点(2,0),与已知矛盾; 当
时,l的方程为
,直线过定点
所以,直线l过定点,定点坐标为
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