如图, 直线y=x与抛物线y=x2-4交于A、B两点, 线段AB的垂直平分线与直线y=-5交于Q点.
(1) 求点Q的坐标;
(2) 当P为抛物线上位于线段AB下方(含A、B) 的动点时, 求ΔOPQ面积的最大值.
解:(1) 解方程 y=x 得 x1=-4, x2=8
y=x2-4 y1=-2, y2=4
即A(-4,-2),B(8,4), 从而AB的中点为M(2,1).
由kAB==,直线AB的垂直平分线方程y-1=(x-2).
令y=-5, 得x=5, ∴Q(5,-5)
(2) 直线OQ的方程为x+y=0, 设P(x, x2-4).
∵点P到直线OQ的距离d==,
,∴SΔOPQ==.
∵P为抛物线上位于线段AB下方的点, 且P不在直线OQ上,
∴-4≤x<4-4或4-4<x≤8. ∵函数y=x2+8x-32在区间[-4,8] 上单调递增,
∴当x=8时, ΔOPQ的面积取到最大值30.
如图,P-ABC是底面边长为1的正三棱锥,D、E、F分别为棱长PA、PB、PC上的点, 截面DEF∥底面ABC, 且棱台DEF-ABC与棱锥P-ABC的棱长和相等.(棱长和是指多面体中所有棱的长度之和)
(1)证明:P-ABC为正四面体;
(2)若PD=PA, 求二面角D-BC-A的大小;(结果用反三角函数值表示)
(3)设棱台DEF-ABC的体积为V, 是否存在体积为V且各棱长均相等的直平行六面体,
使得它与棱台DEF-ABC有相同的棱长和? 若存在,请具体构造出这样的一个直平行六面体,并给出证明;若不存在,请说明理由.
证明:(1) ∵棱台DEF-ABC与棱锥P-ABC的棱长和相等,
∴DE+EF+FD=PD+OE+PF. 又∵截面DEF∥底面ABC,
∴DE=EF=FD=PD=OE=PF,∠DPE=∠EPF=∠FPD=60°, ∴P-ABC是正四面体.
解:(2)取BC的中点M,连拉PM,DM.AM.
∵BC⊥PM,BC⊥AM, ∴BC⊥平面PAM,BC⊥DM,
则∠DMA为二面角D-BC-A的平面角. 由(1)知,P-ABC的各棱长均为1,
∴PM=AM=,由D是PA的中点, 得sin∠DMA=,∴∠DMA=arcsin.
(3)存在满足条件的直平行六面体. 棱台DEF-ABC的棱长和为定值6,体积为V.
设直平行六面体的棱长均为,底面相邻两边夹角为α,
则该六面体棱长和为6, 体积为sinα=V.
∵正四面体P-ABC的体积是,∴0<V<,0<8V<1.可知α=arcsim(8V)
故构造棱长均为,底面相邻两边夹角为arcsim(8V)的直平行六面体即满足要求.
设P1(x1,y1), P1(x2,y2),…, Pn(xn,yn)(n≥3,n∈N) 是二次曲线C上的点, 且a1=2, a2=2, …, an=2构成了一个公差为d(d≠0) 的等差数列, 其中O是坐标原点. 记Sn=a1+a2+…+an.
(1)若C的方程为-y2=1,n=3. 点P1(3,0) 及S3=162, 求点P3的坐标;(只需写出一个)
(2)若C的方程为y2=2px(p≠0). 点P1(0,0), 对于给定的自然数n, 证明:(x1+p)2, (x2+p)2, …,(xn+p)2成等差数列;
(3)若C的方程为(a>b>0). 点P1(a,0), 对于给定的自然数n, 当公差d变化时, 求Sn的最小值.
符号意义 | 本试卷所用符号 | 等同于《实验教材》符号 |
向量坐标 | ={x,y} | =(x,y) |
正切 | tg | tan |
解:(1) a1=2=9,由S3=(a1+a3)=162,得a3=3=99.
由 | -y2=1 | ,得 | x=90 |
x+y=99 | y=9 |
∴点P3的坐标可以为(3,3).
(2)对每个自然数k,1≤k≤n,由题意2=(k-1)d,及
y=2pxk | ,得x+2pxk=(k-1)d |
x+y=(k-1)d |
即(xk+p)2=p2+(k-1)d,
∴(x1+p)2, (x2+p)2, …,(xn+p)2是首项为p2,公差为d的等差数列.
(3) 解法一:原点O到二次曲线C:(a>b>0)上各点的最小距离为b,最大距离为a.
∵a1=2=a2, ∴d<0,且an=2=a2+(n-1)d≥b2,
∴≤d<0. ∵n≥3,>0
∴Sn=na2+d在[,0)上递增,
故Sn的最小值为na2+・=.
解法二:对每个自然数k(2≤k≤n),
由 | x+y=a2+(k-1)d | ,解得y= |
+=1 |
∵0< y≤b2,得≤d<0 ∴≤d<0 以下与解法一相同.
已知复数z1满足(1+i)z1=-1+5i, z2=a-2-i, 其中i为虚数单位,a∈R, 若<,求a的取值范围.
解:由题意得 z1==2+3i,
于是==,=.
<,得a2-8a+7<0,1<a<7.
某单位用木料制作如图所示的框架, 框架的下部是边长分别为x、y(单位:m)的矩形.上部是等腰直角三角形. 要求框架围成的总面积8cm2. 问x、y分别为多少(精确到0.001m) 时用料最省?
解:由题意得xy+x2=8, ∴y==(0<x<4).
于定, 框架用料长度为 l=2x+2y+2()=(+)x+≥4.
当(+)x=,即x=8-4时等号成立.
此时, x≈2.343,y=2≈2.828. 故当x为2.343m,y为2.828m时, 用料最省.
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