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- 2021-04-25 发布
1.(2015·课标Ⅰ,24,10分,中)已知函数f(x)=|x+1|-2|x-a|,a>0.
(1)当a=1时,求不等式f(x)>1的解集;
(2)若f(x)的图象与x轴围成的三角形面积大于6,求a的取值范围.
解:(1)当a=1时,f(x)>1化为|x+1|-2|x-1|-1>0.
当x≤-1时,不等式化为x-4>0,即x>4,无解;
当-10,
解得0,解得1≤x<2.
所以f(x)>1的解集为.
(2)由题设可得,
f(x)=
所以函数f(x)的图象与x轴围成的三角形的三个顶点分别为A,B(2a+1,0),C(a,a+1),△ABC的面积为(a+1)2.
由题设得(a+1)2>6,故a>2.
所以a的取值范围为(2,+∞).
2.(2015·陕西,24,10分,中)已知关于x的不等式|x+a|-1,即a<2时,
f(x)=|x+1|+|2x+a|
=
f(x)min=f=+1-a=3,
∴a=-4.
③-<-1,即a>2时,
f(x)=|x+1|+|2x+a|
=
∴f(x)min=f =-+a-1=3,∴a=8.
综上,a=-4或a=8.
3.(2013·陕西,15A,易)设a,b∈R,|a-b|>2,则关于实数x的不等式|x-a|+|x-b|>2的解集是________.
【解析】 因为|x-a|+|x-b|≥|(x-a)-(x-b)|=|a-b|,
又因为|a-b|>2,
所以|x-a|+|x-b|>2恒成立.
故不等式的解集是R.
【答案】 R
思路点拨:本题主要考查绝对值不等式的解法、绝对值的几何意义和绝对值不等式的性质,解本题的关键是利用绝对值不等式的性质化简不等式|x-a|+|x-b|>2.
4.(2014·江西,15,中)x,y∈R,若|x|+|y|+|x-1|+|y-1|≤2,则x+y的取值范围为________.
【解析】 |x|+|x-1|≥|x-(x-1)|=1,
|y|+|y-1|≥|y-(y-1)|=1,
所以|x|+|y|+|x-1|+|y-1|≥2,当且仅当x∈[0,1],y∈[0,1]时,|x|+|y|+|x-1|+|y-1|取得最小值2,而已知|x|+|y|+|x-1|+|y-1|≤2,
所以|x|+|y|+|x-1|+|y-1|=2,此时x∈[0,1],y∈[0,1],
所以x+y∈[0,2].
【答案】 [0,2]
5.(2014·课标Ⅱ,24,10分,中)设函数f(x)=+|x-a|(a>0).
(1)证明:f(x)≥2;
(2)若f(3)<5,求a的取值范围.
解:(1)证明:由a>0,有
f(x)=|x+|+|x-a|
≥|x+-(x-a)|=+a≥2,
所以f(x)≥2.
(2)f(3)=|3+|+|3-a|.
当a>3时,f(3)=a+,
由f(3)<5得30时,-≤x≤,得a=2.
(2)记h(x)=f(x)-2f =|2x+1|-2|x+1|,
则h(x)=
所以当x≤-1时,h(x)=1;
当-11.
(1)当a=2时,求不等式f(x)≥4-|x-4|的解集;
(2)已知关于x的不等式|f(2x+a)-2f(x)|≤2的解集为{x|1≤x≤2},求a的值.
解:(1)当a=2时,
f(x)+|x-4|=|x-2|+|x-4|
=
当x≤2时,由f(x)≥4-|x-4|得-2x+6≥4,解得x≤1;
当20,则|ax+b|≤c等价于-c≤ax+b≤c,|ax+b|≥c等价于ax+b≥c或ax+b≤-c,
然后根据a,b的值解出即可.
(2)若c<0,则|ax+b|≤c的解集为∅,|ax+b|≥c的解集为R.
2.|x-a|+|x-b|≥c(c>0),|x-a|+|x-b|≤c(c>0)型不等式的解法
(1)零点分区间法
零点分区间法的一般步骤为:
①令每个绝对值符号的代数式为零,并求出相应的根;
②将这些根按从小到大排列,把实数集分为若干个区间;
③由所分区间去掉绝对值符号得若干个不等式,解这些不等式,求出解集;
④取各个不等式解集的并集就是原不等式的解集.
(2)利用绝对值的几何意义
由于|x-a|+|x-b|与|x-a|-|x-b|分别表示数轴上与x对应的点到a,b对应的点的距离之和与距离之差,因此对形如|x-a|+|x-b|0)或|x-a|-|x-b|>c(c>0)的不等式,利用绝对值的几何意义求解更直观.
(2013·课标Ⅰ,24,10分)已知函数f(x)=|2x-1|+|2x+a|,g(x)=x+3.
(1)当a=-2时,求不等式f(x)-1,且当x∈时,f(x)≤g(x),求a的取值范围.
【解析】 (1)当a=-2时,不等式f(x)f(x)max,f(x)>a恒成立⇔a3的解集为R,则实数m的取值范围是( )
A.(-∞,-4)∪(2,+∞) B.(-∞,-4)∪(1,+∞)
C.(-4,2) D.[-4,1]
【答案】 A 由题意知,不等式|x-1|+|x+m|>3恒成立,即函数f(x)=|x-1|+|x+m|的最小值大于3,根据不等式的性质可得|x-1|+|x+m|≥|(x-1)-(x+m)|=|m+1|,故只要满足|m+1|>3即可,所以m+1>3或m+1<-3,解得m的取值范围是(-∞,-4)∪(2,+∞).
2.(2014·山东烟台一模,7)若关于x的不等式|x-2|+|x+3|(|x+1|-|x-2|)min,
由绝对值几何意义知|x+1|-|x-2|的最小值为-3,
故k>-3.
【答案】 (-3,+∞)
6.(2015·河北衡水中学一模,24,10分)已知关于x的不等式|2x+1|-|x-1|≤log2a(其中a>0).
(1)当a=4时,求不等式的解集;
(2)若不等式有解,求实数a的取值范围.
解:(1)当a=4时,不等式为|2x+1|-|x-1|≤2.
当x<-时,-x-2≤2,
解得-4≤x<-;
当-≤x≤1时,3x≤2,
解得-≤x≤;
当x>1时,x≤0,此时x不存在.
∴原不等式的解集为.
(2)令f(x)=|2x+1|-|x-1|,则
f(x)=
故f(x)∈,即f(x)的最小值为-.
若f(x)≤log2a有解,则log2a≥-,
解得a≥,即a的取值范围是
.
7.(2015·河南洛阳一模,24,10分)设f(x)=|x|+2|x-a|(a>0).
(1)当a=1时,解不等式f(x)≤8;
(2)若f(x)≥6恒成立,求实数a的取值范围.
解:(1)当a=1时,f(x)=|x|+2|x-1|
=
所以f(x)≤8,
则或
或
解得1≤x≤或0cd得(+)2>(+)2.
因此+>+.
(2)①若|a-b|<|c-d|,则(a-b)2<(c-d)2,即(a+b)2-4ab<(c+d)2-4cd.
因为a+b=c+d,所以ab>cd.
由(1)得+>+.
②若+>+,则(+)2>(+)2,即a+b+2>c+d+2.
因为a+b=c+d,所以ab>cd.于是
(a-b)2=(a+b)2-4ab<(c+d)2-4cd
=(c-d)2.
因此|a-b|<|c-d|.
综上,+>+是|a-b|<|c-d|的充要条件.
1.(2014·陕西,15A,中)设a,b,m,n∈R,且a2+b2=5,ma+nb=5,则的最小值为________.
【解析】 ∵
=
=
=
=
=≥,
∴的最小值为.
【答案】
2.(2014·辽宁,24,10分,中)设函数f(x)=2|x-1|+x-1,g(x)=16x2-8x+1.记f(x)≤1的解集为M,g(x)≤4的解集为N.
(1)求M;
(2)当x∈M∩N时,证明:x2f(x)+x[f(x)]2≤.
解:(1)f(x)=
当x≥1时,由f(x)=3x-3≤1得x≤,故1≤x≤;
当x<1时,由f(x)=1-x≤1得x≥0,故0≤x<1.
所以f(x)≤1的解集为
M=.
(2)由g(x)=16x2-8x+1≤4得
16≤4,
解得-≤x≤.
因此N=,
故M∩N=.
当x∈M∩N时,f(x)=1-x,
于是x2f(x)+x·[f(x)]2
=xf(x)[x+f(x)]
=x·f(x)=x(1-x)
=-≤.
3.(2010·辽宁,24,10分,难)已知a,b,c均为正数,证明:a2+b2+c2+≥6,并确定a,b,c为何值时,等号成立.
证明:方法一:因为a,b,c均为正数,由基本不等式得
a2+b2+c2≥3(abc),①
++≥3(abc)-,
所以≥9(abc)-.
故a2+b2+c2+
≥3(abc)+9(abc)-.
又3(abc)+9(abc)-≥2=6,③
所以原不等式成立,当且仅当a=b=c时,①式和②式等号成立.
当且仅当3(abc)=9(abc)-时,③式等号成立.即当且仅当a=b=c=3时,原不等式等号成立.
方法二:因为a,b,c均为正数,由基本不等式得a2+b2≥2ab,b2+c2≥2bc,c2+a2≥2ac.
所以a2+b2+c2≥ab+bc+ac.①
同理++≥++,②
故a2+b2+c2+
=a2+b2+c2++++++
≥ab+bc+ac+++≥6.③
所以原不等式成立,当且仅当a=b=c时,①式和②式等号成立,当且仅当a=b=c,(ab)2=(bc)2=(ac)2=3时,③式等号成立.
即当且仅当a=b=c=3时,原不等式等号成立.
考向1 证明不等式
(1)绝对值的三角不等式
定理1:若a,b为实数,则|a+b|≤|a|+|b|,当且仅当ab≥0时,等号成立.
定理2:设a,b,c为实数,则|a-c|≤|a-b|+|b-c|,当且仅当(a-b)(b-c)≥0时,等号成立.
(2)三个正数的算术几何平均不等式:如果a,b,c∈R+,那么≥,当且仅当a=b=c时等号成立.
(3)基本不等式(基本不等式的推广):对于n个正数a1,a2,…,an,它们的算术平均值不小于它们的几何平均值,即≥,当且仅当a1=a2=…=an时等号成立.
(4)一般形式的柯西不等式
设a1,a2,a3,…,an,b1,b2,b3,…,bn是实数,则(a+a+…+a)(b+b+…+b)≥(a1b1+a2b2+…+anbn)2,当且仅当bi=0(i=1,2,…,n)或存在一个数k,使得ai=kbi(i=1,2,…,n)时,等号成立.
(2013·课标Ⅱ,24,10分)设a,b,c均为正数,且a+b+c=1,证明:
(1)ab+bc+ca≤;
(2)++≥1.
【证明】 (1)由a2+b2≥2ab,b2+c2≥2bc,c2+a2≥2ca得a2+b2+c2≥ab+bc+ca.
由题设得(a+b+c)2=1,
即a2+b2+c2+2ab+2bc+2ca=1.
所以3(ab+bc+ca)≤1,
即ab+bc+ca≤.
(2)因为+b≥2a,+c≥2b,+a≥2c,
故+++(a+b+c)≥2(a+b+c),
即++≥a+b+c.
所以++≥1.
【点拨】 解题(1)的关键是将a+b+c=1两边平方后结合基本不等式探寻证明思路;解题(2)的关键是“1”的代换,即将不等式两边同时加上a+b+c,并结合基本不等式探寻解题思路.
证明不等式常用的方法
(1)证明不等式的常用方法有比较法、综合法、分析法.如果已知条件与待证结论的联系不明显,可考虑用分析法.
(2)如果待证命题是否定性命题或唯一性命题或以“至少”“至多”等方式给出,则考虑用反证法;
(3)如果待证不等式与自然数有关,则考虑用数学归纳法等.在必要的情况下,可能还需要使用换元法、构造法等技巧简化对问题的表述和证明.
(1)(2014·江苏,21D,10分)已知x>0,y>0,证明:(1+x+y2)(1+x2+y)≥9xy.
(2)(2015·江苏苏州质检,21D,10分)已知函数f(x)=ax2+x-a(-1≤x≤1),且|a|≤1,求证:|f(x)|≤.
(1)证明:因为x>0,y>0,所以1+x+y2≥3>0,1+x2+y≥3>0,所以(1+x+y2)(1+x2+y)≥3·3=9xy,当且仅当x=y=1时,“=”成立.
(2)证明:∵-1≤x≤1,∴|x|≤1,x2≤1.
又∵|a|≤1,∴|f(x)|=|a(x2-1)+x|
≤|a(x2-1)|+|x|
≤|x2-1|+|x|=1-|x|2+|x|
=-+≤.
考向2 利用基本不等式、柯西不等式求最值
(1)(2013·湖南,10)已知a,b,c∈R,a+2b+3c=6,则a2+4b2+9c2的最小值为________.
(2)(2014·课标Ⅰ,24,10分)若a>0,b>0,且+=.
①求a3+b3的最小值;
②是否存在a,b,使得2a+3b=6?并说明理由.
【解析】 (1)由柯西不等式(a2+4b2+9c2)(12+12+12)≥(a+2b+3c)2得3(a2+4b2+9c2)≥36,所以a2+4b2+9c2≥12,当且仅当a=2b=3c=2时,a2+4b2+9c2取得最小值12.
(2)①由=+≥,得ab≥2,且当a=b=时等号成立.
故a3+b3≥2≥4,且当a=b=时等号成立.
所以a3+b3的最小值为4.
②由①知,2a+3b≥2≥4.
由于4>6,从而不存在a,b,使得2a+3b=6.
利用基本不等式、柯西不等式求最值的方法
(1)在运用基本不等式求函数的最大(小)值时,常需要对函数式作“添、裂、配、凑”变形,使其完全满足基本不等式要求的“正、定、等”三个条件.
(2)在应用柯西不等式求最大值时,要注意等号成立的条件,柯西不等式在排列上规律明显,具有简洁、对称的美感,运用柯西不等式求解时,按照“一看、二构造、三判断、四运用”可快速求解此类问题.
(2015·福建厦门一模,21(3),7分)已知函数f(x)=|x+3|,g(x)=m-2|x-11|,若2f(x)≥g(x+4)恒成立,实数m的最大值为t.
(1)求实数m的最大值t;
(2)已知实数x,y,z满足2x2+3y2+6z2=a(a>0),且x+y+z的最大值为,求a的值.
解:(1)由题意可得g(x+4)=m-2|x+4-11|=m-2|x-7|,
若2f(x)≥g(x+4)恒成立,
则2|x+3|≥m-2|x-7|,
即m≤2(|x+3|+|x-7|).
而由绝对值三角不等式可得2(|x+3|+|x-7|)≥2|(x+3)-(x-7)|=20,
∴m≤20,故m的最大值t=20.
(2)实数x,y,z满足2x2+3y2+6z2=a(a>0),由柯西不等式可得
·≥
,
即a×1≥(x+y+z)2,∴x+y+z≤.
又∵x+y+z的最大值是=1,
∴=1,∴a=1.
1.(2015·陕西汉中一模,15A)已知a,b,c∈R,且2a+2b+c=8,则(a-1)2+(b+2)2+(c-3)2的最小值是________.
【解析】 由柯西不等式得,
(4+4+1)×[(a-1)2+(b+2)2+(c-3)2]≥[2(a-1)+2(b+2)+c-3]2,
∴9[(a-1)2+(b+2)2+(c-3)2]≥(2a+2b+c-1)2.
∵2a+2b+c=8,
∴(a-1)2+(b+2)2+(c-3)2≥,
∴(a-1)2+(b+2)2+(c-3)2的最小值是.
【答案】
2.(2014·江苏徐州一模,21D,10分)设x,y,z为正数,求证:
2(x3+y3+z3)≥x2(y+z)+y2(x+z)+z2(x+y).
证明:因为x2+y2≥2xy>0,
所以x3+y3=(x+y)(x2-xy+y2)≥xy·(x+y),
同理y3+z3≥yz(y+z),z3+x3≥zx(z+x),
以上三式相加即可得
2(x3+y3+z3)≥xy(x+y)+yz(y+z)+zx(z+x).
又因为xy(x+y)+yz(y+z)+zx(z+x)=x2(y+z)+y2(x+z)+z2(x+y),
所以2(x3+y3+z3)≥x2(y+z)+y2(x+z)+z2(x+y).
3.(2015·河北石家庄一模,24,10分)若a,b,c∈R+,且满足a+b+c=2.
(1)求abc的最大值;
(2)证明:++≥.
解:(1)因为a,b,c∈R+,所以2=a+b+c≥3,故abc≤.
当且仅当a=b=c=时等号成立,所以abc的最大值为.
(2)证明:因为a,b,c∈R+,且a+b+c=2,所以根据柯西不等式,可得
++=(a+b+c)·
=[()2+()2+()2]×
≥=.
所以++≥.
4.(2014·辽宁沈阳二模,24,10分)用放缩法证明不等式:
2(-1)<1+++…+<2.
证明:∵<<,
∴2(-)<<2(-),
∴2(-1)<1+++…+<2.
思路点拨:本题利用放缩法证明不等式.关键是利用<<,然后叠加即可.
5.(2015·山西太原一模,24,10分)已知大于1的正数x,y,z满足x+y+z=3.
(1)求证:++≥;
(2)求++的最小值.
解:(1)证明:由柯西不等式得
·[(x+2y+3z)+(y+2z+3x)+(z+2x+3y)]
≥(x+y+z)2=27.
又(x+2y+3z)+(y+2z+3x)+(z+2x+3y)=6(x+y+z)=18,
所以++≥=.
当且仅当x=y=z=时,等号成立.
(2)∵++
=++,
由柯西不等式得:
[log3(xy)+log3(yz)+log3(zx)]≥9,
∴
≥
=.
又∵3=x+y+z≥3,
∴xyz≤3,
∴log3(xyz)≤,得
≥×=3,
∴+
+≥3,当且仅当x=y=z=时,等号成立.
故所求的最小值是3.
(专题十九~二十一)
(时间:60分钟__分数:100分)
一、填空题(共12小题,每小题5分,共60分)
1.(2011·陕西,15)如图,∠B=∠D,AE⊥BC,∠ACD=90°,且AB=6,AC=4,AD=12,则BE=________.
【解析】 方法一(解三角形):
在Rt△ACD中,CD==8,
所以cos D=,由于∠D=∠B,则在
Rt△AEB中,cos B==,
所以BE=AB·cos B=6×=4.
方法二(利用三角形相似):∵∠ACD=90°,AD=12,AC=4,
∴CD===8.
又∵AE⊥BC,∠B=∠D,
∴Rt△ABE∽Rt△ADC,∴=,
即BE===4.
【答案】 4
2.(2015·天津南开一模,13)如图,已知圆的两条弦AB与CD相交于点F,E是AB延长线上一点,且DF=CF=,AF∶FB∶BE=4∶2∶1.若CE与圆相切,则线段CE的长为________.
【解析】 由相交弦定理可知,AF·FB=DF·CF=2.又因为AF∶FB=4∶2,所以AF=2,FB=1,所以BE=,所以CE2=BE·AE=BE·(AF+FB+BE)=×=,所以CE=.
【答案】
3.(2014·广东广州二模,15)如图,平行四边形ABCD中,AE∶EB=1∶2,△AEF的面积为1 cm2,则平行四边形ABCD的面积为________cm2.
【解析】 由于四边形ABCD为平行四边形,
∴AB∥CD.又=,
∴===.
∴==,
∴S△CDF=9S△AEF=9 cm2.
同理==,
∴==,
∴S△ADF=3S△AEF=3 cm2.
故S△ACD=S△ADF+S△CDF=3+9=12(cm2),
∴四边形ABCD的面积S=2S△ACD=2×12=24(cm2).
【答案】 24
4.(2014·天津六校三模,12)如图所示,已知⊙O1与⊙O2相交于A,B两点,过点A作⊙O1的切线交⊙O2于点C,过点B作两圆的割线,分别交⊙O1、⊙O2于点D,E,DE与AC相交于点P.若AD是⊙O2的切线,且PA=6,PC=2,BD=9,则AB的长为________.
【解析】 因为AC与⊙O1相切,切点为A,
所以∠BAC=∠ADB.
又∠BAC=∠BEC,所以∠ADB=∠BEC.
所以AD∥CE,所以△CPE∽△APD,
所以===,即CE=AD.
因为AP为⊙O1的切线,PBD为⊙O1的割线,所以由切割线定理得PA2=PB·PD=PB·(PB+BD),即36=PB·(PB+9),解得PB=3.在⊙O2中,由相交弦定理知PB·PE=PA·PC,即3PE=2×6,得PE=4.
又因为AD为⊙O2的切线,DBE为⊙O2的割线,所以由切割线定理可得DA2=DB·DE,即DA2=9×(9+3+4),得DA=12,所以CE=4.易证△BPA∽△CPE,所以===,所以AB=CE=6.
【答案】 6
5.(2015·广东惠州质检,14)已知圆C的参数方程为(α为参数),以原点为极点,x轴正半轴为极轴建立极坐标系,直线l的极坐标方程为ρcos θ=1,则直线l与圆C的交点的直角坐标为________.
【解析】 由极坐标系与直角坐标系互化关系可知,直线l的直角坐标方程为x=1.由圆C的参数方程可得其普通方程为x2+(y-1)2=1,由得直线l与圆C的交点坐标为(1,1).
【答案】 (1,1)
6.(2014·湖南十二校第二次联考,11)设极点与坐标原点重合,极轴与x轴正半轴重合,已知直线l的极坐标方程为
ρsin=a,a∈R,圆C的参数方程是(θ为参数).若圆C关于直线l对称,则a=________.
【解析】 将直线l的方程化为直角坐标方程为x-y+2a=0.由圆的参数方程可知圆心C的坐标为(2,2).若圆C关于直线l对称,则直线l过圆心C,所以×2-2+2a=0,解得a=-2.
【答案】 -2
7.(2011·陕西,15C)直角坐标系xOy中,以原点为极点,x轴的正半轴为极轴建立极坐标系,设点A,B分别在曲线C1:(θ为参数)和曲线C2:ρ=1上,则|AB|的最小值为________.
【解析】 将两曲线方程化为普通方程,曲线C1为(x-3)2+y2=1,C2为x2+y2=1,两圆圆心为C1(3,0),C2(0,0),两圆圆心距|C1C2|=3,半径均为1,所以两圆相离,则|AB|的最小值为|C1C2|-r1-r2=1.
【答案】 1
8.(2015·陕西汉中一模,15C)设曲线C的参数方程为(θ为参数),以原点为极点,x轴正半轴为极轴建立极坐标系,直线的极坐标方程为ρ=,则曲线C上到直线距离为的点的个数为________.
【解析】 ∵曲线C的参数方程为(θ为参数),
∴曲线C的标准方程为(x-3)2+(y+1)2=8,它表示以(3,-1)为圆心,2为半径的圆.又直线l的极坐标方程为ρ=,它的一般方程为x-y-2=0.
∵点(3,-1)到直线x-y-2=0的距离为,等于圆半径的一半,故曲线C上到直线l距离为的点的个数为3.
【答案】 3
9.(2011·江西,15(2))对于x∈R,不等式|x+10|-|x-2|≥8的解集为________.
【解析】 分三种情况讨论:
①当x≤-10时,原不等式转化为-(x+10)+(x-2)≥8,
此不等式无解;
②当-100时,∵|x+1|+|x-3|的最小值为4,
∴a+≤4.∴a=2.
综上可知a∈(-∞,0)∪{2}.
【答案】 (-∞,0)∪{2}
11.(2015·陕西八校联考,15A)若不等式|x+1|-|x-4|≥a+,对任意的x∈R恒成立,则实数a的取值范围是________.
【解析】 只要函数f(x)=|x+1|-|x-4|的最小值不小于a+即可.由于||x+1|-|x-4||≤|(x+1)-(x-4)|=5,所以-5≤|x+1|-|x-4|≤5,故只要-5≥a+即可.当a>0时,将不等式-5≥a+整理,得a2+5a+4≤0,无解;当a<0时,将不等式-5≥a+整理,得a2+5a+4≥0,则有a≤-4或-1≤a<0.
综上可知,实数a的取值范围是(-∞,-4]∪[-1,0).
【答案】 (-∞,-4]∪[-1,0)
12.(2015·陕西汉中调研,15A)设a,b,c为正数,a+b+4c2=1,则++c的最大值是__________,此时a+b+c=________.
【解析】 由柯西不等式得(a+b+4c2)·=[()2+()2+(2c)2]·≥(++c)2.因此++c
≤
==,
当且仅当==,即==2c,此时a=b=8c2,因此a+b+4c2=8c2+8c2+4c2=20c2=1,
解得c=,a=b=.
因此a+b+c=++=.
【答案】
二、解答题(共4小题,每小题10分,共40分)
13.(2011·课标全国,22)如图,D,E分别为△ABC的边AB,AC上的点,且不与△ABC的顶点重合.已知AE的长为m,AC的长为n,AD,AB的长是关于x的方程x2-14x+mn=0的两个根.
(1)证明:C,B,D,E四点共圆;
(2)若∠A=90°,且m=4,n=6,求C,B,D,E所在圆的半径.
解:(1)证明:如图,连接DE.
根据题意,在△ADE和△ACB中,
AD·AB=mn=AE·AC.
即=.
又∠DAE=∠CAB,
从而△ADE∽△ACB.
因此∠ADE=∠ACB,
即∠EDB+∠ECB=180°.
所以C,B,D,E四点共圆.
(2)m=4,n=6时,方程x2-14x+mn=0的两根为x1=2,x2=12.
故AD=2,AB=12.
取CE的中点G,DB的中点F,分别过G,F作AC,AB的垂线,两垂线相交于H点,连接DH.
因为C,B,D,E四点共圆,
所以C,B,D,E四点所在圆的圆心为H,半径为DH.
由于∠A=90°,故GH∥AB,HF∥AC.
从而HF=AG=5,
DF=×(12-2)=5,
则DH==5.
故C,B,D,E四点所在圆的半径为5.
14.(2014·山西临汾二模,23)在直角坐标系xOy中,曲线C1的参数方程为(α为参数),以原点O为极点,x轴正半轴为极轴,建立极坐标系,曲线C2的极坐标方程为ρsin=4.
(1)求曲线C1的普通方程与曲线C2的直角坐标方程;
(2)设P为曲线C1上的动点,求点P到C2上点的距离的最小值,并求此时点P的坐标.
解:(1)由曲线C1:
得
两式两边平方相加得+y2=1,
即曲线C1的普通方程为+y2=1.
由曲线C2:ρsin=4得
ρ(sin θ+cos θ)=4,
即ρsin θ+ρcos θ=8,所以x+y-8=0,
即曲线C2的直角坐标方程为x+y-8=0.
(2)由(1)知椭圆C1与直线C2无公共点,依题意有椭圆上的点P(cos α,sin α)到直线x+y-8=0的距离为
d=
=,
所以当sin=1时,d取得最小值3,此时α=-=,点P的坐标为.
15.(2015·河南郑州质检,22)在平面直角坐标系中,以坐标原点O为极点,x
轴的正半轴为极轴建立极坐标系.已知直线l上两点M,N的极坐标分别为(2,0),,圆C的参数方程为(θ为参数).
(1)设P为线段MN的中点,求直线OP的平面直角坐标方程;
(2)判断直线l与圆C的位置关系.
解:(1)由题意知,M,N的平面直角坐标分别为(2,0),.
又P为线段MN的中点,从而点P的平面直角坐标为,故直线OP的平面直角坐标方程为y=x.
(2)因为直线l上两点M,N的平面直角坐标分别为(2,0),,所以直线l的平面直角坐标方程为x+3y-2=0.
又圆C的圆心坐标为(2,-),半径r=2,
圆心到直线l的距离
d==<r,
故直线l与圆C相交.
16.(2015·辽宁沈阳一模,24)f(x)=|x|+|x+1|的最小值为m.
(1)求m的值;
(2)x,y,z∈R,且2x+3y+3z=m,求x2+y2+z2的最小值.
解:(1)∵f(x)≥|-x+x+1|=1,
∴f(x)的最小值为1,即m=1.
(2)由柯西不等式得(2x+3y+3z)2≤(22+32+32)(x2+y2+z2).
∵2x+3y+3z=1,
∴x2+y2+z2≥,当且仅当==,即x=,y=z=时,等号成立,
∴x2+y2+z2的最小值为.