《精校版高中數(shù)學(xué)蘇教版選修44學(xué)業(yè)分層測(cè)評(píng):第二章 曲線的極坐標(biāo)方程 6 含答案》由會(huì)員分享,可在線閱讀,更多相關(guān)《精校版高中數(shù)學(xué)蘇教版選修44學(xué)業(yè)分層測(cè)評(píng):第二章 曲線的極坐標(biāo)方程 6 含答案(8頁珍藏版)》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。
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學(xué)業(yè)分層測(cè)評(píng)(六)
(建議用時(shí):45分鐘)
學(xué)業(yè)達(dá)標(biāo)]
1.過橢圓+=1的左焦點(diǎn)引一條直線與橢圓自上而下交于A、B兩點(diǎn),若FA=2FB,求直線l的斜率.
【解】 橢圓+=1中,a=5,b=3,c=4,
所以e=,p==.
取橢圓的左焦點(diǎn)為極點(diǎn),x軸正方向?yàn)闃O軸正方向,建立極坐標(biāo)系,則橢圓的極坐標(biāo)方程為ρ==.
設(shè)A(ρ1,θ)、B(ρ2,π+θ).由題設(shè)得ρ1=2ρ2.于是=2×,解得cos θ=,所以tan θ=,即直線l的斜率為.
2.已知橢圓方程為ρ=,過左焦點(diǎn)引弦AB,已知AB=8,求△AOB的面積.
【解】 如圖,
2、設(shè)A(ρ1,θ)、
B(ρ2,θ+π).
所以ρ1+ρ2=+
=.
因?yàn)锳B=8,
所以=8,
所以cos2θ=,sin θ=.
由橢圓方程知
e==,=,則c=3.
S△AOB=S△AOF+S△BOF=OF·ρ1·sin θ+OF·ρ2·sin θ=8.
3.如圖4-2-4,過拋物線y2=2px(p>0)的焦點(diǎn)F的弦AB與x軸斜交,M為AB的中點(diǎn),MN⊥AB,并交對(duì)稱軸于N.
圖4-2-4
求證:MN2=AF·BF.
【證明】 取F為極點(diǎn),F(xiàn)x為極軸建立極坐標(biāo)系,則拋物線的極坐標(biāo)方程為ρ=.
設(shè)A(ρ1,θ)、B(ρ2,θ+π),則
AF·BF=·=.
不
3、妨設(shè)0<θ<,則MF=(ρ1-ρ2)
=(-)=.
所以MN=MF·tan θ
=tan θ=.
所以MN2=AF·BF.
4.如圖4-2-5,已知圓F:x2+y2-4x=0,拋物線G的頂點(diǎn)是坐標(biāo)系的原點(diǎn),焦點(diǎn)是已知圓的圓心F,過圓心且傾斜角為θ的直線l與拋物線G、圓F從上至下順次交于A、B、C、D四點(diǎn).
圖4-2-5
(1)當(dāng)直線的斜率為2時(shí),求AB+CD;
(2)當(dāng)θ為何值時(shí),AB+CD有最小值?并求這個(gè)最小值.
【解】 圓F:x2+y2-4x=0的圓心坐標(biāo)為(2,0),半徑為2,所以拋物線的焦點(diǎn)到準(zhǔn)線的距離為4.
以圓心F為極點(diǎn),F(xiàn)x為極軸建立極坐標(biāo)系.則圓F的坐
4、標(biāo)方程為ρ=2,拋物線G的極坐標(biāo)方程為ρ=.
設(shè)A(ρ1,θ)、D(ρ2,θ+π),所以AB=AF-2,CD=FD-2,即AB+CD=AF+FD-4=ρ1+ρ2-4=+-4=+-4=-4=-4.
(1)由題意,得tan θ=2,所以sin2θ=.
所以AB+CD=-4=6.
(2)AB+CD=-4,
當(dāng)sin2θ=1,
即θ=時(shí)△ABF2的面積取到最小值4.
5.已知拋物線ρ=,過焦點(diǎn)作互相垂直的極徑FA、FB,求△FAB的面積的最小值.
【解】 設(shè)A(ρ1,θ)、B,則
ρ1=,ρ2==.
△FAB的面積為
S=ρ1ρ2=··
=
=.
設(shè)t=sin θ-cos
5、θ,則sin θcos θ=.
所以1-cos θ+sin θ-sin θcos θ=1+t-=(t+1)2.
又t=sin θ-cos θ=sin∈-,],
所以當(dāng)t=,即θ=時(shí),△FAB的面積S有最小值.
6.已知橢圓C的中心在原點(diǎn),焦點(diǎn)F1、F2在x軸上,點(diǎn)P為橢圓短軸的一個(gè)頂點(diǎn),且∠F1PF2=90°.
(1)求橢圓C的離心率;
(2)若直線l過左焦點(diǎn)F1與橢圓交于A、B兩點(diǎn),且△ABF2的面積的最大值為12,求橢圓C的方程.
【導(dǎo)學(xué)號(hào):98990017】
【解】 (1)因?yàn)椤螰1PF2=90°,所以PF+PF=F1F,即a2+a2=4c2.所以e==.
(2)以橢圓
6、的左焦點(diǎn)F1為極點(diǎn),F(xiàn)x為極軸建立極坐標(biāo)系,設(shè)橢圓的方程為
ρ==.
設(shè)A(ρ1,θ)、B(ρ2,θ+π),
則AB=AF+FB=ρ1+ρ2
=+
=+=.
因?yàn)镕1F2=2c,所以△ABF2的邊AB上的高h(yuǎn)為2c|sin θ|,△ABF2的面積S=·AB·h==
=.
因?yàn)椋珅sin θ|≥2,
所以當(dāng)|sin θ|=1,
即θ=或θ=時(shí)S取到最大值.
所以當(dāng)l過左焦點(diǎn)且垂直于極軸時(shí),△ABF2的面積取到最大值pc,所以pc=12,即b2=6.
故a2-c2=6.又=,
所以a2=12,c2=6.
所求橢圓的方程為
+=1.
7.已知橢圓+=1,直線l:+=1
7、,P是l上一點(diǎn),射線OP交橢圓于R,又點(diǎn)Q在OP上,且滿足|OQ|·|OP|=|OR|2,當(dāng)點(diǎn)P在l上移動(dòng)時(shí),求點(diǎn)Q的軌跡方程,并說明軌跡是什么曲線.
【解】 如圖,以O(shè)為極點(diǎn),Ox為極軸,建立極坐標(biāo)系,則:
橢圓的極坐標(biāo)方程為ρ2=,
直線l的極坐標(biāo)方程ρ=.
由于點(diǎn)Q、R、P在同一射線上,可設(shè)點(diǎn)Q、R、P的極坐標(biāo)分別為(ρ,θ)、(ρ1,θ)、(ρ2,θ),依題意,得
ρ=,①
ρ2=.②
由|OQ|·|OP|=|OR|2得ρ·ρ2=ρ(ρ≠0).
將①②代入,
得ρ·=,
則ρ=(ρ≠0).
這就是點(diǎn)Q的軌跡的極坐標(biāo)方程,
化為直角坐標(biāo)方程,得2x2+3y2=
8、4x+6y,
即+=1(x、y不同時(shí)為0).
∴點(diǎn)Q的軌跡為以(1,1)為中心,長(zhǎng)軸平行于x軸,長(zhǎng)、短半軸長(zhǎng)分別為,的橢圓(去掉坐標(biāo)原點(diǎn)).
能力提升]
8.建立極坐標(biāo)系證明:已知半圓直徑|AB|=2r(r>0),半圓外一條直線l與AB所在直線垂直相交于點(diǎn)T,并且|AT|=2a(2a<).若半圓上相異兩點(diǎn)M,N到l的距離|MP|、|NQ|滿足|MP|:|MA|=|NQ|:|NA|=1,則|MA|+|NA|=|AB|.
【證明】 法一 以A為極點(diǎn),射線AB為極軸建立直角坐標(biāo)系,則半圓的極坐標(biāo)方程為ρ=2rcos θ,設(shè)M(ρ1,θ1),N(ρ2,θ2),
則ρ1=2rcos θ1,ρ
9、2=2rcos θ2,
又|MP|=2a+ρ1cos θ1=2a+2rcos2θ1,
|NQ|=2a+ρ2cos θ2=2a+2rcos2θ2,
∴|MP|=2a+2rcos2θ1=2rcosθ1,
|NQ|=2a+2rcos2θ2=2rcos θ2,
∴cos θ1,cos θ2是方程rcos2θ-rcos θ+a=0的兩個(gè)根,
由韋達(dá)定理:cos θ1+cos θ2=1,
|MA|+|NA|=2rcos θ1+2rcos θ2=2r=|AB|.
法二 以A為極點(diǎn),射線AB為極軸建立直角坐標(biāo)系,則半圓的極坐標(biāo)方程為ρ=2rcos θ,
設(shè)M(ρ1,θ1),N(ρ2,θ2),
又由題意知,M(ρ1,θ1),N(ρ2,θ2)在拋物線ρ=上,∴2rcos θ=,rcos2θ-rcos θ+a=0,
∴cos θ1,cos θ2是方程rcos2θ-rcos θ+a=0的兩個(gè)根,由韋達(dá)定理:cos θ1+cos θ2=1,
得|MA|+|NA|=2rcos θ1+2rcos θ2=2r
=|AB|.
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