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1、
數(shù) 學(xué)
N單元 選修4系列
N1 選修4-1 幾何證明選講
22.N1[2016·全國(guó)卷Ⅰ] 選修4-1:幾何證明選講
如圖1-6所示,△OAB是等腰三角形,∠AOB=120°.以O(shè)為圓心,OA為半徑作圓.
(1)證明:直線AB與⊙O相切;
(2)點(diǎn)C,D在⊙O上,且A,B,C,D四點(diǎn)共圓,證明:AB∥CD.
圖1-6
22.證明:(1)設(shè)E是AB的中點(diǎn),連接OE.
因?yàn)镺A=OB,∠AOB=120°,
所以O(shè)E⊥AB,∠AOE=60°.
在Rt△AOE中,OE=AO,即O到直線AB的距離等于⊙O的半徑,所以直線AB與⊙O相切.
(2)因?yàn)镺A
2、=2OD,所以O(shè)不是A,B,C,D四點(diǎn)所在圓的圓心.設(shè)O′是A,B,C,D四點(diǎn)所在圓的圓心,作直線OO′.
由已知得O在線段AB的垂直平分線上,又O′在線段AB的垂直平分線上,所以O(shè)O′⊥AB.
同理可證,OO′⊥CD,所以AB∥CD.
22.N1[2016·全國(guó)卷Ⅱ] 選修4-1:幾何證明選講
如圖1-5,在正方形ABCD中,E,G分別在邊DA,DC上(不與端點(diǎn)重合),且DE=DG,過D點(diǎn)作DF⊥CE,垂足為F.
(1)證明:B,C,G,F(xiàn)四點(diǎn)共圓;
(2)若AB=1,E為DA的中點(diǎn),求四邊形BCGF的面積.
圖1-5
22.解:(1)證明:因?yàn)镈F⊥EC,所以△DEF∽
3、△CDF,則有∠GDF=∠DEF=∠FCB,==,
所以△DGF∽△CBF,由此可得∠DGF=∠CBF.
因此∠CGF+∠CBF=180°,所以B,C,G,F(xiàn)四點(diǎn)共圓.
(2)由B,C,G,F(xiàn)四點(diǎn)共圓,CG⊥CB知FG⊥FB.連接GB.
由G為Rt△DFC斜邊CD的中點(diǎn),知GF=GC,故Rt△BCG≌Rt△BFG,因此,四邊形BCGF的面積S是△GCB面積S△GCB的2倍,即S=2S△GCB=2×××1=.
22.N1[2016·全國(guó)卷Ⅲ] 選修4-1:幾何證明選講
如圖1-6,⊙O中的中點(diǎn)為P,弦PC,PD分別交AB于E,F(xiàn)兩點(diǎn).
(1)若∠PFB=2∠PCD,求∠PC
4、D的大小;
(2)若EC的垂直平分線與FD的垂直平分線交于點(diǎn)G,證明:OG⊥CD.
圖1-6
22.解:(1)連接PB,BC,則∠BFD=∠PBA+∠BPD,∠PCD=∠PCB+∠BCD.
因?yàn)椋?,所以∠PBA=∠PCB,又∠BPD=∠BCD,所以∠BFD=∠PCD.
又∠PFB+∠BFD=180°,∠PFB=2∠PCD,所以3∠PCD=180°,因此∠PCD=60°.
(2)證明:因?yàn)椤螾CD=∠BFD,所以∠EFD+∠PCD=180°,由此知C,D,F(xiàn),E四點(diǎn)共圓,其圓心既在CE的垂直平分線上,又在DF的垂直平分線上,故G就是過C,D,F(xiàn),E四點(diǎn)的圓的圓心,所以G在CD
5、的垂直平分線上.又O也在CD的垂直平分線上,因此OG⊥CD.
21.A.N1[2016·江蘇卷] 選修4-1:幾何證明選講
如圖1-7,在△ABC中,∠ABC=90°,BD⊥AC,D為垂足,E是BC的中點(diǎn),求證:∠EDC=∠ABD.
圖1-7
21.A.證明:在△ADB和△ABC中,
因?yàn)椤螦BC=90°,BD⊥AC,∠A為公共角,
所以△ADB∽△ABC,于是∠ABD=∠C.
在Rt△BDC中,因?yàn)镋是BC的中點(diǎn),
所以ED=EC,從而∠EDC=∠C,
所以∠EDC=∠ABD.
N2 選修4-2 矩陣
21.B.N2[2016·江蘇卷] 選修4-2:矩
6、陣與變換
已知矩陣A=,矩陣B的逆矩陣B-1=,求矩陣AB.
21.B.解:設(shè)B=,則B-1B=
=,
即=,
故解得所以B=.
因此,AB==.
N3 選修4-4 參數(shù)與參數(shù)方程
23.N3[2016·全國(guó)卷Ⅰ] 選修4-4:坐標(biāo)系與參數(shù)方程
在直角坐標(biāo)系xOy中,曲線C1的參數(shù)方程為(t為參數(shù),a>0).在以坐標(biāo)原點(diǎn)為極點(diǎn),x軸正半軸為極軸的極坐標(biāo)系中,曲線C2:ρ=4cos θ.
(1)說明C1是哪一種曲線,并將C1的方程化為極坐標(biāo)方程;
(2)直線C3的極坐標(biāo)方程為θ=α0,其中α0滿足tan α0=2,若曲線C1與C2的公共點(diǎn)都在C3上,求a.
23
7、.解:(1)消去參數(shù)t得到C1的普通方程x2+(y-1)2=a2.C1是以(0,1)為圓心,a為半徑的圓.
將x=ρcos θ,y=ρsin θ代入C1的普通方程中,得到C1的極坐標(biāo)方程為ρ2-2ρsin θ+1-a2=0.
(2)曲線C1,C2的公共點(diǎn)的極坐標(biāo)滿足方程組
若ρ≠0,則由方程組得16cos2θ-8sin θcos θ+1-a2=0,由已知tan θ=2,可得16cos2θ-8sin θcos θ=0,從而1-a2=0,解得a=-1(舍去)或a=1.
當(dāng)a=1時(shí),極點(diǎn)也為C1,C2的公共點(diǎn),在C3上,
所以a=1.
23.N3[2016·全國(guó)卷Ⅱ] 選修4-4:坐
8、標(biāo)系與參數(shù)方程
在直角坐標(biāo)系xOy中,圓C的方程為(x+6)2+y2=25.
(1)以坐標(biāo)原點(diǎn)為極點(diǎn),x軸正半軸為極軸建立極坐標(biāo)系,求C的極坐標(biāo)方程;
(2)直線l的參數(shù)方程是(t為參數(shù)),l與C交于A,B兩點(diǎn),|AB|=,求l的斜率.
23.解:(1)由x=ρcos θ,y=ρsin θ可得圓C的極坐標(biāo)方程ρ2+12ρcos θ+11=0.
(2)在(1)中建立的極坐標(biāo)系中,直線l的極坐標(biāo)方程為θ=α(ρ∈R).
設(shè)A,B所對(duì)應(yīng)的極徑分別為ρ1,ρ2.將l的極坐標(biāo)方程代入C的極坐標(biāo)方程得ρ2+12ρcos α+11=0,于是ρ1+ρ2=-12cos α,ρ1ρ2=11.
|AB
9、|=|ρ1-ρ2|==.由|AB|=得cos2α=,則tan α=±.
所以l的斜率為或-.
23.N3[2016·全國(guó)卷Ⅲ] 選修4-4:坐標(biāo)系與參數(shù)方程
在直角坐標(biāo)系xOy中,曲線C1的參數(shù)方程為(α為參數(shù)).以坐標(biāo)原點(diǎn)為極點(diǎn),以x軸的正半軸為極軸,建立極坐標(biāo)系,曲線C2的極坐標(biāo)方程為ρsin(θ+)=2.
(1)寫出C1的普通方程和C2的直角坐標(biāo)方程;
(2)設(shè)點(diǎn)P在C1上,點(diǎn)Q在C2上,求|PQ|的最小值及此時(shí)P的直角坐標(biāo).
23.解:(1)C1的普通方程為+y2=1,C2的直角坐標(biāo)方程為x+y-4=0.
(2)由題意,可設(shè)點(diǎn)P的直角坐標(biāo)為(cos α,sin α).
10、因?yàn)镃2是直線,所以|PQ|的最小值即為P到C2的距離d(α)的最小值,d(α)==|sin(α+)-2|,
當(dāng)且僅當(dāng)α=2kπ+(k∈Z)時(shí),d(α)取得最小值,最小值為,此時(shí)點(diǎn)P的直角坐標(biāo)為(,).
21.C.N3[2016·江蘇卷] 選修4-4:坐標(biāo)系與參數(shù)方程
在平面直角坐標(biāo)系xOy中,已知直線l的參數(shù)方程為(t為參數(shù)),橢圓C的參數(shù)方程為(θ為參數(shù)).設(shè)直線l與橢圓C相交于A,B兩點(diǎn),求線段AB的長(zhǎng).
21.C.解:橢圓C的普通方程為x2+=1.
將直線l的參數(shù)方程代入x2+=1,得1+t2+=1,即7t2+16t=0,解得t1=0,t2=-.
所以AB=|t1-t2
11、|=.
N4 選修4-5 不等式選講
24.N4[2016·全國(guó)卷Ⅰ] 選修4-5:不等式選講
已知函數(shù)f(x)=|x+1|-|2x-3|.
(1)在圖1-7中畫出y=f(x)的圖像;
(2)求不等式|f(x)|>1的解集.
圖1-7
24.解:(1)f(x)=
則y=f(x)的圖像如圖所示.
(2)由f(x)的表達(dá)式及圖像知,當(dāng)f(x)=1時(shí),x=1或x=3;
當(dāng)f(x)=-1時(shí),x=或x=5.
故f(x)>1的解集為{x|11的解集為{x或15}.
24.N4[2016·全國(guó)卷Ⅱ
12、] 選修4-5:不等式選講
已知函數(shù)f(x)=+,M為不等式f(x)<2的解集.
(1)求M;
(2)證明:當(dāng)a,b∈M時(shí),|a+b|<|1+ab|.
24.解:(1)f(x)=
當(dāng)x≤-時(shí),由f(x)<2得-2x<2,解得x>-1;
當(dāng)-
13、16·全國(guó)卷Ⅲ] 選修4-5:不等式選講
已知函數(shù)f(x)=|2x-a|+a.
(1)當(dāng)a=2時(shí),求不等式f(x)≤6的解集;
(2)設(shè)函數(shù)g(x)=|2x-1|,當(dāng)x∈R時(shí),f(x)+g(x)≥3,求a的取值范圍.
24.解:(1)當(dāng)a=2時(shí),f(x)=|2x-2|+2.
解不等式|2x-2|+2≤6,得-1≤x≤3.
因此,f(x)≤6的解集為{x|-1≤x≤3}.
(2)當(dāng)x∈R時(shí),f(x)+g(x)=|2x-a|+a+|1-2x|≥|2x-a+1-2x|+a=|1-a|+a,
當(dāng)x=時(shí)等號(hào)成立,
所以當(dāng)x∈R時(shí),f(x)+g(x)≥3等價(jià)于|1-a|+a≥3.①
當(dāng)a≤1時(shí),①等價(jià)于1-a+a≥3,無解.
當(dāng)a>1時(shí),①等價(jià)于a-1+a≥3,解得a≥2.
所以a的取值范圍是[2,+∞).
21.D.N4[2016·江蘇卷] 選修4-5:不等式選講
設(shè)a>0,|x-1|<,|y-2|<,求證:|2x+y-4|