4.相反向量:我们把与向量
长度相等,方向相反的向量叫做
的相反向量。记作-
。
3.相等向量:长度相等且方向相同的向量。
2.平行向量:方向相同或相反的非零向量叫做平行向量,又叫做共线向量。
1.模(长度):向量
的大小,记作|
|。长度为0的向量称为零向量,长度等于1个单位长度的向量,叫做单位向量。
5.已知椭圆的中心在原点,离心率为
,一个焦点是F(-m,0)(m是大于0的常数).
(1)求椭圆的方程;
(2)设Q是椭圆上的一点,且过点F、Q的直线
与
轴交于点M. 若|MQ|=2|QF|,求直线
的斜率.
第八章 平面向量与空间向量
§8.1平面向量及其运算
4.已知倾斜角为
的直线
过点A(1,-2)和点B,B在第一象限,|AB|=3
.
(1) 求点B的坐标;
(2) 若直线
与双曲线![]()
相交于
、
两点,且线段
的中点坐标为(4,1),求
的值;
(3) 对于平面上任一点
,当点Q在线段AB上运动时,称|PQ|的最小值为
与线段
的距离. 已知点
在
轴上运动,写出点
到线段
的距离
关于
的函数关系式.
3.直线
的右支交于不同的两点A、B.
(1)求实数
的取值范围;
(2)是否存在实数
,使得以线段AB为直径的圆经过双曲线C的右焦点F?若存在,求出
的值;若不存在,说明理由.
2.制定投资计划时,不仅要考虑可能获得的盈利,而且要考虑可能出现的亏损.某投资人打算投资甲、乙两个项目. 根据预测,甲、乙项目可能的最大盈利率分别为100﹪和50﹪,可能的最大亏损分别为30﹪和10﹪. 投资人计划投资金额不超过10万元,要求确保可能的资金亏损不超过1.8万元. 问投资人对甲、乙两个项目各投资多少万元,才能使可能的盈利最大?
1.过抛物线
2=4
的对称轴上任一点P(0,m)(m>0)作直线与抛物线交于A,B两点,点Q是点P关于原点的对称点.
(1)设点P分有向线段
所成的比为
,证明:![]()
;
(2)设直线AB的方程是
-2
+12=0,过A、B两点的圆C与抛物线在点A处有共同的切线,求圆C的方程.
[例1]已知点T是半圆O的直径AB上一点,AB=2、OT=
(0<
<1),以AB为直腰作直角梯形
,使
垂直且等于AT,使
垂直且等于BT,
交半圆于P、Q两点,建立如图所示的直角坐标系.
(1)写出直线
的方程;
(2)计算出点P、Q的坐标;
(3)证明:由点P发出的光线,经AB反射后,反射光线通过点Q.
解: (1 ) 显然
,
于是 直线
的方程为
;
(2)由方程组
解出
、
;
(3)
,
.
由直线PT的斜率和直线QT的斜率互为相反数知,由点P发出的光线经点T反射,反射光线通过点Q.
[例2]设P是圆M:(
-5)2+(
-5)2=1上的动点,它关于A(9, 0)的对称点为Q,把P绕原点依逆时针方向旋转90°到点S,求|SQ|的最值.
解:设P(
,
),则Q(18-
, -
),记P点对应的复数为
+![]()
,则S点对应的复数为: (
+![]()
)·
=-
+![]()
,即S(-
,
)
∴![]()
![]()
其中
可以看作是点P到定点B(9,
-9)的距离,共最大值为
最小值为
,则
|SQ|的最大值为
,|SQ|的最小值为
.
[例4](02年天津卷)已知两点M(-1,0),N(1,0)且点P使
成公差小于零的等差数列,
(1)点P的轨迹是什么曲线?
(2)若点P坐标为
,
为
的夹角,求tanθ.
解:(1)记P(
,
),由M(-1,0)N(1,0)得
所以 ![]()
![]()
于是,
是公差小于零的等差数列等价于
即
所以,点P的轨迹是以原点为圆心,
为半径的右半圆.
(2)点P的坐标为
。
.
![]()
因为 0〈
, 所以
![]()
![]()
.
[例4]舰A在舰B的正东6千米处,舰C在舰B的北偏西30°且与B相距4千米,它们准备捕海洋动物,某时刻A发现动物信号,4秒后B、C同时发现这种信号,A发射麻醉炮弹.设舰与动物均为静止的,动物信号的传播速度为1千米/秒,炮弹的速度是
千米/秒,其中g为重力加速度,若不计空气阻力与舰高,问舰A发射炮弹的方位角和仰角应是多少?
分析:答好本题,除要准确地把握好点P的位置(既在线段BC的垂直平分线上,又在以A、B为焦点的抛物线上),还应对方位角的概念掌握清楚.
技巧与方法:通过建立恰当的直角坐标系,将实际问题转化成解析几何问题来求解.对空间物体的定位,一般可利用声音传播的时间差来建立方程.
解:取AB所在直线为
轴,以AB的中点为原点,建立如图所示的直角坐标系.由题意可知,A、B、C舰的坐标为(3,0)、(-3,0)、(-5,2
).
![]()
由于B、C同时发现动物信号,记动物所在位置为P,则|PB|=|PC|.于是P在线段BC的中垂线上,易求得其方程为![]()
-3
+7
=0.
又由A、B两舰发现动物信号的时间差为4秒,知|PB|-|PA|=4,故知P在双曲线
=1的右支上.
直线与双曲线的交点为(8,5
),此即为动物P的位置,利用两点间距离公式,可得|PA|=10.
据已知两点的斜率公式,得kPA=
,所以直线PA的倾斜角为60°,于是舰A发射炮弹的方位角应是北偏东30°.
设发射炮弹的仰角是θ,初速度v0=
,则
,
∴sin2θ=
,∴仰角θ=30°.
答:方位角北偏东300,仰角30°.
解决圆锥曲线综合题,关键是熟练掌握每一种圆锥曲线的定义、标准方程、图形与几何性质,注意挖掘知识的内在联系及其规律,通过对知识的重新组合,以达到巩固知识、提高能力的目的.
(1)对于求曲线方程中参数的取值范围问题,需构造参数满足的不等式,通过求不等式(组)求得参数的取值范围;或建立关于参数的目标函数,转化为函数的值域.
(2)对于圆锥曲线的最值问题,解法常有两种:当题目的条件和结论能明显体现几何特征及意义,可考虑利用数形结合法解;当题目的条件和结论能体现一种明确的函数关系,则可先建立目标函数,再求这个函数的最值.
[例5]已知抛物线C:
2=4
.
(1)若椭圆左焦点及相应的准线与抛物线C的焦点F及准线
分别重合,试求椭圆短轴端点B与焦点F连线中点P的轨迹方程;
(2)若M(m,0)是
轴上的一定点,Q是(1)所求轨迹上任一点,试问|MQ|有无最小值?若有,求出其值;若没有,说明理由.
解:由抛物线
2=4
,得焦点F(1,0),准线
:
=-1.
(1)设P(
,
),则B(2
-1,2
),椭圆中心O′,则|FO′|∶|BF|=
,又设点B到
的距离为
,则|BF|∶
=
,∴|FO′|∶|BF|=|BF|∶
,即(2
-2)2+(2
)2=2
(2
-2),化简得P点轨迹方程为
2=
-1(
>1).
(2)设Q(
,y),则
|MQ|=![]()
(ⅰ)当m-
≤1,即m≤
时,函数
=[
-(m-
)2]+m-
在(1,+∞)上递增,故
无最小值,亦即|MQ|无最小值.
(ⅱ)当m-
>1,即m>
时,函数
=[
2-(m-
)2]+m-
在
=m-
处有最小值m-
,∴|MQ|min=
.
[例6]已知抛物线C的对称轴与
轴平行,顶点到原点的距离为5.若将抛物线C向上平移3个单位,则在
轴上截得的线段长为原抛物线C在
轴上截得的线段长的一半;若将抛物线C向左平移1个单位,则所得抛物线过原点,求抛物线C的方程.
解:设所求抛物线方程为(
-
)2=
(
-
)(
∈R,
≠0) ①
由①的顶点到原点的距离为5,得
=5 ②
在①中,令
=0,得
2-2![]()
+
2+![]()
=0。设方程的二根为
1,
2,则
|
1-
2|=2
.
将抛物线①向上平移3个单位,得抛物线的方程为
(
-h)2=
(
-
-3)
令
=0,得
2-2![]()
+
2+![]()
+3
=0。设方程的二根为
3,
4,则
|
3-
4|=2
.
依题意得2
=
·2
,
即 4(![]()
+3
)=![]()
③
将抛物线①向左平移1个单位,得(
-
+1)2=
(
-
),
由抛物线过原点,得(1-
)2=-![]()
④
由②③④得
=1,
=3,
=-4或
=4,
=-3,
=-4.
∴所求抛物线方程为(
-3)2=
+4,或(
+3)2=4(
+4).
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