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1跟踪演练(一)(建议用时:40 分)[基 础 练 ]扣 教 材 练 双 基1.如图 17,在△ ABC 中,点 D 是 AC 的中点,点 E 是 BD 的中点, AE 交 BC 于点 F,求的值.BFFC图 17【解】 如图,过点 D 作 DM∥ AF 交 BC 于点 M.因为点 E 是 BD 的中点,所以在△ BDM 中, BF= FM.又点 D 是 AC 的中点,所以在△ CAF 中, CM= MF,所以 = = .BFFC BFFM+ MC 122.(2015·江苏高考)如图 18,在△ ABC 中, AB= AC,△ ABC 的外接圆⊙ O 的弦 AE 交BC 于点 D.图 18求证:△ ABD∽△ AEB.【证明】 因为 AB= AC,所以∠ ABD=∠ C.又因为∠ C=∠ E,所以∠ ABD=∠ E.又∠ BAE 为公共角,所以△ ABD∽△ AEB.23.如图 19 所示, AD, BE 是△ ABC 的两条高, DF⊥ AB,垂足为 F,直线 FD 交 BE 于点G,交 AC 的延长线于 H,求证: DF2= GF·HF.图 19【证明】 ∵∠ H+∠ BAC=90°,∠ GBF+∠ BAC=90°,∴∠ H=∠ GBF.∵∠ AFH=∠ GFB=90°,∴△ AFH∽△ GFB.∴ = ,HFBF AFGF∴ AF·BF= GF·HF.因为在 Rt△ ABD 中, FD⊥ AB,∴ DF2= AF·BF,所以 DF2= GF·HF. [能 力 练 ]扫 盲 区 提 素 能1.如图 110,在平行四边形 ABCD 中,过点 B 作 BE⊥ CD,垂足为 E,连接 AE, F 为 AE上一点,且∠ BFE=∠ C.图 110(1)求证:△ ABF∽△ EAD;(2)若∠ BAE=30°, AD=3,求 BF 的长.【解】 (1)证明:∵ AB∥ CD,∴∠ BAF=∠ AED.又∵∠ BFE=∠ C,∠ BFE+∠ BFA=∠ C+∠ EDA,∴∠ BFA=∠ ADE.∴△ ABF∽△ EAD.(2)∵∠ BAE=30°,∴ AEB=60°,∴ =sin 60°,ABAE由(1)知 = ,∴ BF= ·AD= .BFAD ABAE ABAE 3322.如图 111,在梯形 ABCD 中,点 E, F 分别在 AB, CD 上, EF∥ AD,假设 EF 做上下平行移动.3图 111(1)若 = ,求证:3 EF= BC+2 AD;AEEB 12(2)请你探究一般结论,即若 = ,那么你可以得到什么结论?AEEB mn【解】 过点 A 作 AH∥ CD 分别交 EF, BC 于点 G, H.(1)证明:因为 = ,AEEB 12所以 = .AEAB 13又 EG∥ BH,所以 = = ,即 3EG= BH.EGBH AEAB 13又 EG+ GF= EG+ AD= EF,从而 EF= (BC- HC)+ AD,13所以 EF= BC+ AD,即 3EF= BC+2 AD.13 23(2)因为 = ,所以 = .AEEB mn AEAB mn+ m又 EG∥ BH,所以 = ,即 EG= BH.EGBH AEAB mm+ n所以 EF= EG+ GF= EG+ AD= (BC- AD)+ AD,所以 EF= BC+ AD,即( m+ n)mm+ n mm+ n nm+ nEF= mBC+ nAD.1跟踪演练(二)(建议用时:40 分)[基 础 练 ]扣 教 材 练 双 基1.(2015·邢台四模)如图 26,已知 AB 是⊙ O 的直径, AC 是弦, AD⊥ CE,垂足为D, AC 平分∠ BAD.图 26(1)求证:直线 CE 是⊙ O 的切线;(2)求证: AC2= AB·AD.【证明】 (1)连接 OC,如图所示:因为 OA= OC,所以∠ OCA=∠ OAC.又因为 AD⊥ CE,所以∠ ACD+∠ CAD=90°,又因为 AC 平分∠ BAD,所以∠ OAC=∠ CAD,所以∠ OCA+∠ ACD=90°,即 OC⊥ CE,所以 CE 是⊙ O 的切线.(2)连接 BC,因为 AB 是⊙ O 的直径,所以∠ BCA=∠ ADC=90°,因为 CE 是⊙ O 的切线,所以∠ B=∠ ACD,所以△ ABC∽△ ACD,所以 = ,即 AC2= AB·AD.ACAB ADAC2.(2015·唐山一模)如图 27,圆周角∠ BAC 的平分线与圆交于点 D,过点 D 的切线与弦 AC 的延长线交于点 E, AD 交 BC 于点 F.2图 27(1)求证: BC∥ DE;(2)若 D, E, C, F 四点共圆,且 = ,求∠ BAC.AC BC【解】 (1)因为∠ EDC=∠ DAC,∠ DAC=∠ DAB,∠ DAB=∠ DCB,所以∠ EDC=∠ DCB,所以 BC∥ DE.(2)因为 D, E, C, F 四点共圆,所以∠ CFA=∠ CED,由(1)知∠ ACF=∠ CED,所以∠ CFA=∠ ACF.设∠ DAC=∠ DAB= x,因为 = ,所以∠ CBA=∠ BAC=2 x,AC BC所以∠ CFA=∠ FBA+∠ FAB=3 x,在等腰三角形 ACF 中,π=∠ CFA+∠ ACF+∠ CAF=7 x,则 x= ,π 7所以∠ BAC=2 x= .2π7[能 力 练 ]扫 盲 区 提 素 能1.(2015·郑州二模)如图 28,⊙ O 是△ ABC 的外接圆,∠ BAC 的平分线交 BC 于点F, D 是 AF 的延长线与⊙ O 的交点, AC 的延长线与⊙ O 的切线 DE 交于点 E.图 28(1)求证: = ;CEBD DEAD(2)若 BD=3 , EC=2, CA=6,求 BF 的值.2【解】 (1)证明:连接 CD,∵ AD 是∠ BAC 的平分线,3∴∠ BAD=∠ EAD,又∵ DE 与⊙ O 相切于 D,∴∠ CDE=∠ EAD=∠ BAD,∵∠ DCE 是⊙ O 的内接四边形 ABDC 的外角,∴∠ DCE=∠ ABD,∴△ DCE∽△ ABD,∴ = .CEBD DEAD(2)∵ AD 是∠ BAC 的平分线,∴ = ,BD CD∴ BD= CD=3 ,∠ CBD=∠ BCD,2∵ DE 与⊙ O 相切于 D, EC=2, CA=6,∴ DE2= EC·EA= EC·(EC+ CA)=16,∠ CDE=∠ CBD,∴ DE=4,∠ CDE=∠ BCD,∴ DE∥ BC,∴∠ E=∠ ACB=∠ ADB,∴△ DCE∽△ BFD,∴ = ,∴ BF= = .DCBF DEBD BD·DCDE 922.(2015·全国卷Ⅱ)如图 29, O 为等腰三角形 ABC 内一点,⊙ O 与△ ABC 的底边 BC交于 M, N 两点,与底边上的高 AD 交于点 G,且与 AB, AC 分别相切于 E, F 两点.(1)证明: EF∥ BC;(2)若 AG 等于⊙ O 的半径,且 AE= MN=2 ,求四边形 EBCF 的面积.3【解】 (1)证明:由于△ ABC 是等腰三角形, AD⊥ BC,所以 AD 是∠ CAB 的平分线.又因为⊙ O 分别与 AB, AC 相切于点 E, F,所以 AE= AF,故 AD⊥ EF,从而 EF∥ BC.(2)由(1)知, AE= AF, AD⊥ EF,故 AD 是 EF 的垂直平分线.又 EF 为⊙ O 的弦,所以 O 在 AD 上.连接 OE, OM,则 OE⊥ AE.4由 AG 等于⊙ O 的半径得 AO=2 OE,所以∠ OAE=30°.因此△ ABC 和△ AEF 都是等边三角形.因为 AE=2 ,所以 AO=4, OE=2.3因为 OM= OE=2, DM= MN= ,所以 OD=1.12 3于是 AD=5, AB= .1033所以四边形 EBCF 的面积为 × 2× - ×(2 )2× = .12 (1033 ) 32 12 3 32 16331跟踪演练(三)(建议用时:40 分)[基 础 练 ]扣 教 材 练 双 基1.在极坐标系中,曲线 C1和 C2的方程分别为 ρ sin2θ =cos θ 和 ρ sin θ =1.以极点为平面直角坐标系的原点,极轴为 x 轴的正半轴,建立平面直角坐标系求曲线 C1和C2交点的直角坐标.【解】 因为 x= ρ cos θ , y= ρ sin θ ,由 ρ sin2θ =cos θ ,得ρ 2sin2θ = ρ cos θ ,所以曲线 C1的普通方程为 y2= x.由 ρ sin θ =1,得曲线 C2的普通方程为 y=1.由Error!得Error!故曲线 C1与曲线 C2交点的直角坐标为(1,1).2.已知⊙ O1和⊙ O2的极坐标方程分别是 ρ =2cos θ 和 ρ =2 asin θ (a 是非零常数).(1)将两圆的极坐标方程化为直角坐标方程;(2)若两圆的圆心距为 ,求 a 的值.5【解】 (1)由 ρ =2cos θ ,得 ρ 2=2 ρ cos θ .所以⊙ O1的直角坐标方程为 x2+ y2=2 x,即( x-1) 2+ y2=1.由 ρ =2 asin θ ,得 ρ 2=2 aρ sin θ .所以⊙ O2的直角坐标方程为 x2+ y2=2 ay.即 x2+( y- a)2= a2.(2)⊙ O1与⊙ O2的圆心距为 = ,解得 a=±2.12+ a2 5[能 力 练 ]扫 盲 区 提 素 能1.(2015·湖南高考)已知直线 l:Error!( t 为参数).以坐标原点为极点, x 轴的正半轴为极轴建立极坐标系,曲线 C 的极坐标方程为 ρ =2cos θ .(1)将曲线 C 的极坐标方程化为直角坐标方程;(2)设点 M 的直角坐标为(5, ),直线 l 与曲线 C 的交点为 A, B,求| MA|·|MB|的3值.【解】 (1) ρ =2cos θ 等价于 ρ 2=2 ρ cos θ .将 ρ 2= x2+ y2, ρ cos θ = x 代入 ρ 2=2 ρ cos θ 得曲线 C 的直角坐标方程为x2+ y2-2 x=0.(2)将Error! (t 为参数)代入 x2+ y2-2 x=0,得 t2+5 t+18=0.3设这个方程的两个实根分别为 t1, t2,则由参数 t 的几何意义知,2|MA|·|MB|=| t1t2|=18.2.在直角坐标系 xOy 中,以 O 为极点, x 轴非负半轴为极轴建立极坐标系,设⊙ C 的极坐标方程为 ρ =2sin θ ,点 P 为⊙ C 上一动点,点 M 的极坐标为 ,点 Q 为线段(4,π 2)PM 的中点.(1)求点 Q 的轨迹 C1的方程;(2)试判定轨迹 C1和⊙ C 的位置关系,并说明理由.【解】 (1)由⊙ C 的极坐标方程为 ρ =2sin θ ,得 ρ 2=2 ρ sin θ ,∴⊙ C 的直角坐标方程为 x2+ y2-2 y=0,又点 M 的极坐标为 ,(4,π 2)则直角坐标为(0,4).设点 P(x0, y0),点 Q(x, y),则有 x +( y0-1) 2=1.(*)20∵点 Q 为线段 PM 的中点,∴Error!代入(*)得轨迹 C1的方程为 x2+ 2= .(y-52) 14(2)∵⊙ C 的直角坐标方程为 x2+( y-1) 2=1,圆心为(0,1),半径为 1,而轨迹 C1是圆心为 ,半径为 的圆,(0,52) 12∴两圆的圆心距为 ,等于两圆半径和,32∴两圆外切.1跟踪演练(四)(建议用时:40 分)[基 础 练 ]扣 教 材 练 双 基1.(2015·太原一模)在直角坐标系 xOy 中,曲线 C1的参数方程为Error!(其中 θ 为参数),点 M 是曲线 C1上的动点,点 P 在曲线 C2上,且满足 =2 .OP→ OM→ (1)求曲线 C2的普通方程;(2)以原点 O 为极点, x 轴的正半轴为极轴建立极坐标系,射线 θ = 与曲线 C1, C2π 3分别交于 A, B 两点,求| AB|.【解】 (1)设 P(x, y), M(x′, y′),∵ =2 ,∴Error!,OP→ OM→ ∵点 M 在曲线 C1上,∴Error!,∴( x′-1) 2+ y′ 2=3,∴曲线 C2的普通方程为( x-2) 2+ y2=12.(2)曲线 C1的极坐标方程为 ρ 2-2 ρ cos θ -2=0,将 θ = 代入得 ρ =2,∴ A 的极坐标为 .π 3 (2, π 3)曲线 C2的极坐标方程为 ρ 2-4 ρ cos θ -8=0,将 θ = 代入得 ρ =4,∴ B 的极坐标为 .π 3 (4, π 3)∴| AB|=4-2=2.2.(2014·全国卷Ⅰ)已知曲线 C: + =1,直线 l:Error!( t 为参数).x24 y29(1)写出曲线 C 的参数方程,直线 l 的普通方程;(2)过曲线 C 上任意一点 P 作与 l 夹角为 30°的直线,交 l 于点 A,求| PA|的最大值与最小值.【解】 (1)曲线 C 的参数方程为Error!( θ 为参数).直线 l 的普通方程为 2x+ y-6=0.(2)曲线 C 上任意一点 P(2cos θ ,3sin θ )到 l 的距离为 d= |4cos θ +3sin 55θ -6|,则| PA|= = |5sin(θ + α )-6|,其中 α 为锐角,且 tan α = .dsin 30°255 43当 sin(θ + α )=-1 时,| PA|取得最大值,最大值为 .22552当 sin(θ + α )=1 时,| PA|取得最小值,最小值为 .255[能 力 练 ]扫 盲 区 提 素 能1.(2015·石家庄一模)在直角坐标系中,曲线 C1的参数方程为Error!( θ 为参数),以坐标原点 O 为极点, x 轴的正半轴为极轴建立极坐标系,曲线 C2的极坐标方程为 ρ =2.(1)分别写出 C1的普通方程, C2的直角坐标方程;(2)已知 M, N 分别为曲线 C1的上、下顶点,点 P 为曲线 C2上任意一点,求| PM|+| PN|的最大值.【解】 (1)由参数方程和极坐标的基本性质,可得曲线 C1的普通方程为 + =1.x24 y23曲线 C2的直角坐标方程为 x2+ y2=4.(2)法一:由曲线 C2: x2+ y2=4,可得其参数方程为Error!( α 为参数),设 P 点坐标为(2cos α ,2sin α ),又由题意可知 M(0, ), N(0,- ),3 3因此| PM|+| PN|= + 2cos α 2+ 2sin α - 3 2 2cos α 2+ 2sin α + 3 2= + ,7- 43sin α 7+ 43sin α所以(| PM|+| PN|)2=14+2 .49- 48sin2α所以当 sin α =0 时,(| PM|+| PN|)2有最大值 28.因此| PM|+| PN|的最大值为 2 .7法二:设 P 点坐标为( x, y),则 x2+ y2=4,又由题意可知 M(0, ), N(0,- ),3 3因此| PM|+| PN|= + = + ,x2+ y- 3 2 x2+ y+ 3 2 7- 23y 7+ 23y所以(| PM|+| PN|)2=14+2 .49- 12y2所以当 y=0 时,(| PM|+| PN|)2有最大值 28.因此| PM|+| PN|的最大值为 2 .72.(2015·郑州质检)在直角坐标系 xOy 中,曲线 M 的参数方程为Error!( α 为参数),若以直角坐标系中的原点 O 为极点, x 轴的正半轴为极轴建立极坐标系,曲线 N 的极坐标方程为 ρ sin = t.(θ +π 4) 22(1)求曲线 M 的普通方程和曲线 N 的直角坐标方程;(2)若曲线 N 与曲线 M 有公共点,求 t 的取值范围.【解】 (1)由 x= cos α +sin α ,得 x2=( cos α +sin α )3 32=2cos 2α +2 sin α cos α +1,又由 y=2 sin α cos α -2sin 2α +2 得 2 sin 3 3 3α cos α = y+2sin 2α -2,所以曲线 M 的普通方程为 x2= y+1,即 y= x2-1,3又易知 x∈[-2,2],∴曲线 M 的普通方程为 y= x2-1, x∈[-2,2].由 ρ sin = t,得 ρ sin θ + ρ cos θ = t,(θ +π 4) 22 22 22 22所以 ρ sin θ + ρ cos θ = t,所以曲线 N 的直角坐标方程为 x+ y= t.(2)当直线 N 过点(2,3)时,与曲线 M 有公共点,此时 t=5,从该位置向左下方平行移动直到与曲线 M 相切总有公共点,联立Error! 得 x2+ x-1- t=0,Δ =1+4(1+ t),令 1+4(1+ t)=0,解得 t=- .54∴所求 t 的取值范围是- ≤ t≤5.541跟踪演练(五)(建议用时:40 分)[基 础 练 ]扣 教 材 练 双 基1.(2015·衡水二模)设函数 f(x)=|2 x-1|+|2 x- a|+ a, x∈R.(1)当 a=3 时,求不等式 f(x)7 的解集;(2)对任意 x∈R 恒有 f(x)≥3,求实数 a 的取值范围.【解】 (1)当 a=3 时, f(x)=Error!结合 f(x)的图象(图略)可知 f(x)7 的解集为{ x|x2}.(2)f(x)=|2 x-1|+| a-2 x|+ a≥|2 x-1+ a-2 x|+ a=| a-1|+ a.由 f(x)≥3 恒成立,有| a-1|+ a≥3,解得 a≥2.∴ a 的取值范围为[2,+∞).2.(2015·太原二模)已知函数 f(x)=|2 x-1|+| x- a|, a∈R.(1)当 a=3 时,解不等式 f(x)≤4;(2)若 f(x)=| x-1+ a|,求 x 的取值范围.【解】 (1)当 a=3 时,f(x)=|2 x-1|+| x-3|=Error!其图象如图所示,与直线 y=4 相交于点 A(0,4)和 B(2,4),∴不等式 f(x)≤4 的解集为{ x|0≤ x≤2}.(2)∵ f(x)=|2 x-1|+| x- a|≥|(2 x-1)-( x- a)|=| x-1+ a|,∴ f(x)=| x-1+ a|⇔(2x-1)( x- a)≤0,①当 a 时, x 的取值范围是Error!.12[能 力 练 ]扫 盲 区 提 素 能1.(2015·郑州二模)已知函数 f(x)=|3 x+2|.2(1)解不等式 f(x)0),若| x- a|- f(x)≤ + (a0)恒成立,求实数 a 的取值范1m 1n围.【解】 (1)不等式 f(x)1 时,3 x+2+ x-10),所以 + = (m+ n)=1+1+ + ≥4,当且仅当1m 1n (1m+ 1n) nm mnm= n= 时等号成立.12令 g(x)=| x- a|- f(x)=| x- a|-|3 x+2|=Error!则 x=- 时, g(x)取得最大值 + a,要使不等式恒成立,只需 g(x)max= + a≤4,解23 23 23得 a≤ ,∵ a0,∴00,符合题意.综上, f(x)≥0 的解集为 .[-12, + ∞ )(2)设 u(x)=| x+1|-| x|,在同一直角坐标系中,作出 y= u(x)和 y= x 的图象,如图:3易知 y= u(x)的图象向下平移 1 个单位以内(不包括 1 个单位)与 y= x 的图象始终有 3个交点,从而-1 a0.1跟踪演练(六)(建议用时:40 分)[基 础 练 ]扣 教 材 练 双 基1.已知 a, b, c∈(0,+∞),且 a+ b+ c=1,求 + + 的最大值.3a+ 1 3b+ 1 3c+ 1【解】 法一:∵( + + )2=(3 a+1)+(3 b+1)+(3 c+1)+23a+ 1 3b+ 1 3c+ 1· +2 · +2 · ≤(3 a+1)+(3 b+1)+(3 c+1)+3a+ 1 3b+ 1 3b+ 1 3c+ 1 3a+ 1 3c+ 1+[(3 b+1)+(3 c+1)]+[(3 a+1)+(3 c+1)]=3[(3 a+1)[ 3a+ 1 + 3b+ 1 ]+(3 b+1)+(3 c+1)]=18,∴ + + ≤3 .3a+ 1 3b+ 1 3c+ 1 2故( + + )max=3 .3a+ 1 3b+ 1 3c+ 1 2法二:∵(1 2+1 2+1 2)[( )2+( )2+( )2]3a+ 1 3b+ 1 3c+ 1≥(1· +1· +1· )2,3a+ 1 3b+ 1 3c+ 1∴( + + )2≤3 .3a+ 1 3b+ 1 3c+ 1 [3 a+ b+ c + 3]又∵ a+ b+ c=1,∴( + + )2≤18,3a+ 1 3b+ 1 3c+ 1于是 + + ≤3 ,3a+ 1 3b+ 1 3c+ 1 2当且仅当 = = 时,等号成立.3a+ 1 3b+ 1 3c+ 1故( + + )max=3 .3a+ 1 3b+ 1 3c+ 1 22.(2015·湖南高考)设 a0, b0,且 a+ b= + .证明:1a 1b(1)a+ b≥2;(2)a2+ a0, b0,得 ab=1.1a 1b a+ bab(1)由基本不等式及 ab=1,有 a+ b≥2 =2,即 a+ b≥2.ab(2)假设 a2+ a0,得 00, b0,且 + = .1a 1b ab(1)求 a3+ b3的最小值;2(2)是否存在 a, b,使得 2a+3 b=6?并说明理由.【解】 (1)由 = + ≥ ,得 ab≥2,当且仅当 a= b= 时等号成立.ab1a 1b 2ab 2故 a3+ b3≥2 ≥4 ,当且仅当 a= b= 时等号成立.a3b3 2 2所以 a3+ b3的最小值为 4 .2(2)由(1)知,2 a+3 b≥2 ≥4 .6ab 3由于 4 6,从而不存在 a, b,使得 2a+3 b=6.32.(2015·陕西高考)已知关于 x 的不等式| x+ a|b 的解集为{ x|2x4}.(1)求实数 a, b 的值;(2)求 + 的最大值.at+ 12 bt【解】 (1)由| x+ a|b,得- b- axb- a,又∵原不等式的解集为{ x|2< x<4},则Error! 解得Error!(2)由(1)得 + = + = +at+ 12 bt - 3t+ 12 t 34- t t≤ [ 3 2+ 12][ 4- t 2+ t 2]=2 =4,4- t+ t当且仅当 = ,即 t=1 时等号成立,4- t3 t1故( + )max=4.- 3t+ 12 t
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