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解析几何 (4)

 解析几何 (4)
 解析几何 (4)

课时作业(四十八)

一、选择题

1.(2013·石家庄质检(二))中心在坐标原点的椭圆,焦点在x 轴上,焦距为4,离心率为2

2,则该椭圆的方程为( )

A.x 216+y 2

12=1 B.x 212+y 2

8=1 C.x 212+y 2

4=1

D.x 28+y 2

4=1

解析:因为焦距为4,所以c =2,离心率e =c a =2a =2

2,∴a =22,b 2=a 2-c 2=4,故选D.

答案:D

2.(2013·泉州质检)已知椭圆C 的上、下顶点分别为B 1、B 2,左、右焦点分别为F 1、F 2,若四边形B 1F 1B 2F 2是正方形,则此椭圆的离心率e 等于( )

A.13

B.12

C.22

D.32

解析:四边形B 1F 1B 2F 2为正方形,则b =c ,∴e =2

2,选C. 答案:C

3.(2013·江西红色六校第二次联考)设F 1,F 2是椭圆E :x 2a 2+y 2

b 2=1(a >b >0)的左、右焦点,P 为直线x =3a

2上一点,△F 2PF 1是底角为30°的等腰三角形,则E 的离心率为( )

A.1

2

B.23

C.34

D.45

解析:由题可得如图.

|F 1F 2|=2c =|PF 2|,∠PF 2Q =60°,∴|F 2Q |=c ,∴2c =3

2a ,∴e =c a =3

4,故选C.

答案:C

4.已知圆(x +2)2+y 2=36的圆心为M ,设A 为圆上任一点,N (2,0),线段AN 的垂直平分线交MA 于点P ,则动点P 的轨迹是( )

A .圆

B .椭圆

C .双曲线

D .抛物线

解析:点P 在线段AN 的垂直平分线上,故|P A |=|PN |.又AM 是圆的半径,∴|PM |+|PN |=|PM |+|P A |=|AM |=6>|MN |,由椭圆定义知,P 的轨迹是椭圆.

答案:B

5.(2013·西安质检)若点O 和点F 分别为椭圆x 24+y 2

3=1的中心和左焦点,点P 为椭圆上的任意一点,则OP →·FP →的最大值为( )

A .2

B .3

C .6

D .8

解析:由题意得F (-1,0),设点P (x 0,y 0),

则y 20=3? ??

??1-x 2

04(-2≤x 0≤2),OP →·FP →=x 0(x 0+1)+y 20=x 20+x 0+y 2

=x 2

0+x 0+3? ??

??1-x 2

04=14(x 0+2)2+2,

当x 0=2时,OP →·FP →

取得最大值为6. 答案:C

6.(2013·内江市第二次模拟)过椭圆C :x 25+y 2=1的右焦点F 作直线l 交椭圆C 于A 、B 两点,交y 轴于点M ,若MA →=λ1AF →,MB →=λ2BF →,则λ1+λ2=( )

A .10

B .5

C .-5

D .-10 解析:

特殊地,当直线l 斜率为0时,为x 轴,则A 、B 、M 坐标分别为(5,0)、(-5,0)、(0,0).

MA →=(5,0),AF →=(2-5,0),MB →=(-5,0),BF →

=(2+5,0).

∴λ1=-(25+5),λ2=25-5,∴λ1+λ2=-10,选D. 答案:D 二、填空题

7.(2013·浙江金华十校高三模拟)已知椭圆C :x 2a 2+y 2

b 2=1(a >0,

b >0)的右焦点为F (3,0),且点?

????

-3,322在椭圆C 上,则椭圆C 的标准方程为________.

解析:由已知椭圆的右焦点为F (3,0),故c =3,则b 2=a 2-9,

即x 2a 2+y 2a 2-9=1,代入点?

????

-3,

322,可求得a 2=18,b 2=9. 答案:x 218+y 2

9=1

8.(2013·河北唐山第二次模拟)设F 1,F 2分别是椭圆x 216+y 2

12=1的左、右焦点,点P 在椭圆上,若△PF 1F 2为直角三角形,则△PF 1F 2的面积等于________.

解析:

c =2,b =23,由b >c 得∠P 不能为直角,故△PF 1F 2为直角三角形,只能∠F 1或∠F 2为直角,若∠F 2为直角则F 2(2,0)得P (2,3)

∴S △PF 1P 2=4×3×12=6. 答案:6

9.椭圆x 2a 2+y 2

b 2=1(a >b >0)的左、右焦点分别是F 1,F 2,过F 2作

倾斜角为120°的直线与椭圆的一个交点为M ,若MF 1垂直于x 轴,则椭圆的离心率为________.

解析:不妨设|F 1F 2|=1, ∵直线MF 2的倾斜角为120°, ∴∠MF 2F 1=60°.

∴|MF 2|=2,|MF 1|=3,2a =|MF 1|+|MF 2|=2+3,2c =|F 1F 2|=1.

∴e =c

a =2- 3. 答案:2- 3 三、解答题

10.根据下列条件求椭圆的标准方程:

(1)已知P 点在以坐标轴为对称轴的椭圆上,点P 到两焦点的距离分别为435和2

35,过P 作长轴的垂线恰好过椭圆的一个焦点;

(2)经过两点A (0,2)和B ? ??

??

12,3.

解:(1)设椭圆的标准方程是x 2a 2+y 2b 2=1或y 2a 2+x 2

b 2=1, 则由题意知2a =|PF 1|+|PF 2|=25,∴a = 5.

在方程x 2a 2+y 2b 2=1中令x =±c 得|y |=b 2

a 在方程y 2a 2+x 2

b 2=1中令y =±

c 得|x |=b 2a 依题意并结合图形知b 2a =23 5.∴b 2=103. 即椭圆的标准方程为x 25+3y 210=1或y 25+3x 2

10=1.

(2)设经过两点A (0,2),B ?

??

??

12,3的椭圆标准方程为mx 2+ny 2=

1(m >0,n >0,m ≠n ),代入A 、B 得

??? 4n =11

4m +3n =1

????

m =1n =14

∴所求椭圆方程为

x 2

+y 2

4=1.

11.(2013·安徽摸底考试)如图,椭圆C :x 2a 2+y 2

b 2=1(a >b >0)的左、右焦点分别为F 1,F 2,上顶点为A ,在x 轴负半轴上有一点B ,满足BF 1→=F 1F 2→

,AB ⊥AF 2.

(1)求椭圆C 的离心率;

(2)D 是过A ,B ,F 2三点的圆上的点,D 到直线l :x -3y -3=

0的最大距离等于椭圆长轴的长,求椭圆C 的方程.

解:(1)设B (x 0,0),由F 2(c,0),A (0,b ), 知AF 2→=(c ,-b ),AB →

=(x 0,-b ) ∵AF 2→⊥AB →,∴cx 0+b 2

=0,x 0=-b 2c ,

由BF 1→=F 1F 2→知F 1为BF 2中点,故-b 2

c +c =-2c ∴b 2

=3c 2

=a 2

-c 2

,即a 2

=4c 2

,故椭圆C 的离心率e =1

2

(2)由(1)知c a =12,得c =1

2a ,于是F 2? ????12a ,0,B ? ????-32a ,0, △ABF 的外接圆圆心为F 1? ??

??

-12a ,0,半径r =a , D 到直线l :x -3y -3=0的最大距离等于2a ,所以圆心到直线的距离为a ,

所以

????

??

-12a -32

=a ,解得a =2,∴c =1,b =3,

所以椭圆C 的方程为x 24+y 2

3=1.

12.(2013·陕西卷)已知动点M (x ,y )到直线l :x =4的距离是它到点N (1,0)的距离的2倍.

(1)求动点M 的轨迹C 的方程;

(2)过点P (0,3)的直线m 与轨迹C 交于A ,B 两点,若A 是PB 的中点,求直线m 的斜率.

解:(1)设M 到直线l 的距离为d ,根据题意,d =2|MN |. 由此得|4-x | =2(x -1)2+y 2,

化简得x 24+y 23=1,所以,动点M 的轨迹方程为x 24+y 2

3=1. (2)解法一:由题意,设直线m 的方程为y =kx +3,A (x 1,y 1),B (x 2,y 2).

将y =kx +3代入x 24+y 2

3=1中,有(3+4k 2)x 2+24kx +24=0, 其中,Δ=(24k )2-4×24(3+4k 2)=96(2k 2-3)>0, 由求根公式得,x 1+x 2=-24k

3+4k 2

,① x 1x 2=24

3+4k 2

.②

又因A 是PB 的中点,故x 2=2x 1,③ 将③代入①,②,得

x 1=-8k 3+4k 2,x 21=123+4k 2,可得? ??

??-8k 3+4k 22=123+4k 2,且k 2>32, 解得k =-32或k =3

2,

所以,直线m 的斜率为-32或3

2.

解法二:由题意,设直线m 的方程为y =kx +3,A (x 1,y 1),B (x 2,y 2).∵A 是PB 的中点,

∴x 1=x 2

2,y 1=3+y 22. 又x 214+y 213=1,x 224+y 22

3=1,

联立以上四式解得????? x 2=2y 2=0或?????

x 2=-2

y 2=0

即点B 的坐标为(2,0)或(-2,0), 所以,直线m 的斜率为-32或3

2. [热点预测]

13.(2013·贵州省六校第一次联考)设F 1、F 2分别是椭圆x 24+y 2

=1的左、右焦点.

(1)若P 是第一象限内该椭圆上的一点,且PF 1→·PF 2→=-54,求点P 的坐标;

(2)设过定点M (0,2)的直线l 与椭圆交于不同的两点A 、B ,且∠AOB 为锐角(其中O 为坐标原点),求直线l 的斜率k 的取值范围.

解:(1)a =2,b =1,c = 3.∴F 1(-3,0),F 2(3,0). 设P (x ,y )(x >0,y >0).则PF 1→·PF 2→=(-3-x ,-y )(3-x ,-y )

=x 2

+y 2

-3=-54,又x 24+y 2

=1,

联立?????

x 2+y 2=74

x 2

4+y 2=1

,解得???

x 2

=1

y 2=34????

x =1y =3

2

,P ?

????

1,32.

(2)显然x =0不满足题设条件.可设l 的方程为y =kx +2,设A (x 1,y 1),B (x 2,y 2).

联立???

x 2

4+y 2=1y =kx +2

?x 2+4(kx +2)2=4

?(1+4k 2)x 2+16kx +12=0 ∴x 1x 2=

121+4k 2,x 1+x 2=-16k

1+4k 2

由Δ=(16k )2-4·(1+4k 2)·12>0

16k 2-3(1+4k 2)>0,4k 2-3>0,得k 2>3

4.① 又∠AOB 为锐角?cos ∠AOB >0?OA →·OB →

>0, ∴OA →·OB →=x 1x 2+y 1y 2>0

又y 1y 2=(kx 1+2)(kx 2+2)=k 2x 1x 2+2k (x 1+x 2)+4 ∴x 1x 2+y 1y 2=(1+k 2)x 1x 2+2k (x 1+x 2)+4

=(1+k 2

)·12

1+4k 2+2k ·? ??

??-16k 1+4k 2+4 =12(1+k 2)1+4k 2-2k ·16k

1+4k 2+4=4(4-k 2)1+4k 2>0

∴-14

<4. ②

3 4

?

?

?

?

?

-2,-

3

2∪?

?

?

?

?

3

2,2.

综合①②可知

解析几何第四版吕林根课后习题答案第五章

解析几何第四版吕林根课后习题答案第五章

第五章 二次曲线一般的理论 §5.1二次曲线与直线的相关位置 1. 写出下列二次曲线的矩阵A 以及1 (,)F x y , 2 (,)F x y 及3 (,)F x y . (1) 2222 1x y a b +=;(2) 22 22 1x y a b -=;(3)2 2y px =;(4) 223520; x y x -++= (5)2 226740 x xy y x y -+-+-=.解:(1) 221 0010 000 1a A b ?? ? ? ?= ? ?- ? ?? ?; 121(,)F x y x a = 221(,)F x y y b =3(,)1F x y =-;(2) 221 0010 0001a A b ?? ? ? ?=- ? ?- ? ?? ? ; 121(,)F x y x a = 221(,)F x y y b =-;3 (,)1F x y =-.(3) 0001000p A p -?? ?= ? ?-?? ; 1(,)F x y p =-;2 (,)F x y y =;3 (,)F x y px =-;(4) 510 20 305022A ?? ? ?=- ? ? ? ??; 15(,)2F x y x =+ ;2 (,)3F x y y =-;3 5(,)22 F x y x =+;(5)

222420 x xy ky x y ++--=交于两个共轭虚交点.解:详解 略.(1)4k <-;(2)1k =或3k =(3)1k =或5k =;(4) 4924 k >. §5.2二次曲线的渐进方向、中心、渐进线 1. 求下列二次曲线的渐进方向并指出曲线属于 何种类型的(1) 22230 x xy y x y ++++=;(2) 22342250 x xy y x y ++--+=;(3)24230xy x y --+=. 解:(1)由2 2(,)20 X Y X XY Y φ=++=得渐进方向为:1:1 X Y =-或1:1-且属于抛物型的; (2)由2 2(,)3420 X Y X XY Y φ=++=得渐进方向为:(22):3 X Y i =-且属于椭圆型的; (3) 由(,)20X Y XY φ==得渐进方向为:1:0X Y =或0:1且属于双曲型的. 2. 判断下列曲线是中心曲线,无心曲线还是线心曲线. (1)2 2224630 x xy y x y -+--+=;(2)2 2442210 x xy y x y -++--=; (3)2 281230 y x y ++-=;(4)2 296620 x xy y x y -+-+=.解:(1) 因为2 1110 12I -= =≠-,所以它为中心曲线; (2)因 为2 120 24 I -= =-且121 241-=≠--,所以它为无心曲线; (3)因为2 00002I = =且004 026 =≠,所以它为无心曲线; (4)因为2 930 3 1 I -==-且933312--==-,所以它为线心曲线;

第八章平面解析几何质量检测

第八章 平面解析几何 (时间120分钟,满分150分) 、选择题(本大题共12小题,每小题5分,共60分?在每小题给出的四个选项中,只有 项是符合题目要求的) 1 .抛物线y 2= ax (a 丰0)的焦点到其准线的距离是 C ? |a| 解析:由已知焦点到准线的距离为 p =鸟 答案:B 2.过点A(4, a)与B(5 , b)的直线与直线 y = x + m 平行,则|AB| = B. .2 b — a 解析:由题知 ----- =1, ?- b — a = 1. 5— 4 ???|AB|= (5-4)2+ (b — a)2= 2. 答案:B 答案: ax + 2by — 2 = 0(a >0, b >0)始终平分圆 x 2 + y 2 — 4x — 2y — 8 = 0 的周长,则* + f 的 最小值为 ( ) A . 1 B . 5 C . 4 2 D . 3+ 22 解析:由(x — 2)2+ (y — 1)2= 13,得圆心(2,1), ???直线平分圆的周长,即直线过圆心. ?? a + b = 1. 12 ,12 b 「2a ?-a + b = (a + b )(a + b )= 3 + a + T 》3 + 22 , 当且仅当b =弓,即a = 2 — 1, b = 2 — 2时取等号, a b D .不确定 3.已知双曲线 2 2 X —y^= 1的离心率为e , 抛物线x = 2pf 的焦点为(e,0),则p 的值为( B . 1 1 Cd 解析: 依题意得e = 2,抛物线方程为 y2= 2p x ,故 8p = 2,得 p = 和 4.若直线

解析几何第四版习题答案第四章

第四章 柱面、锥面、旋转曲面与二次曲面 § 4.1柱面 1、已知柱面的准线为: ? ? ?=+-+=-+++-0225 )2()3()1(222z y x z y x 且(1)母线平行于x 轴;(2)母线平行于直线c z y x ==,,试求这些柱面的方程。 解:(1)从方程 ?? ?=+-+=-+++-0 225 )2()3()1(222z y x z y x 中消去x ,得到:25)2()3()3(2 2 2 =-+++--z y y z 即:02 3 5622=----+z y yz z y 此即为要求的柱面方程。 (2)取准线上一点),,(0000z y x M ,过0M 且平行于直线? ??==c z y x 的直线方程为: ??? ??=-=-=? ?? ? ??=+=+=z z t y y t x x z z t y y t x x 0 00000 而0M 在准线上,所以 ?? ?=+--+=-++-+--0 2225 )2()3()1(222t z y x z t y t x 上式中消去t 后得到:026888232 22=--+--++z y x xy z y x 此即为要求的柱面方程。 2 而0M 在准线上,所以: ?? ?+=-++=-) 2(2)2(2 2t z t x t z y t x 消去t ,得到:010******* 22=--+++z x xz z y x 此即为所求的方程。 3、求过三条平行直线211,11,-=+=--==+==z y x z y x z y x 与的圆柱面方程。

解:过 又过准线上一点),,(1111z y x M ,且方向为{ }1,1,1的直线方程为: ??? ??-=-=-=? ?? ? ??+=+=+=t z z t y y t x x t z z t y y t x x 1 11111 将此式代入准线方程,并消去t 得到: 013112)(5222=-++---++z y x zx yz xy z y x 此即为所求的圆柱面的方程。 4、已知柱面的准线为{})(),(),((u z u y u x u =γ,母线的方向平行于矢量{}Z Y X ,,=,试证明柱面的矢量式参数方程与坐标式参数方程分别为: S v u Y x +=)( 与 ?? ? ??+=+=+=Zv u z z Yv u y y Xv u x x )()()( 式中的v u ,为参数。 证明:对柱面上任一点),,(z y x M ,过M 的母线与准线交于点))(),(),((u z u y u x M ',则, v M =' 即 1、求顶点在原点,准线为01,0122 =+-=+-z y z x 的锥面方程。 解:设为锥面上任一点),,(z y x M ,过M 与O 的直线为: z Z y Y x X == 设其与准线交于),,(000Z Y X ,即存在t ,使zt Z yt Y xt X ===000,,,将它们代入准线方程,并消去参数t ,得: 0)()(222=-+--y z y z z x 即:02 22=-+z y x 此为所要求的锥面方程。 2、已知锥面的顶点为)2,1,3(--,准线为0,12 22=+-=-+z y x z y x ,试求它的方程。

解析几何第四版吕林根课后习题答案第三章(同名3095)

第三章 平面与空间直线 § 3.1平面的方程 1.求下列各平面的坐标式参数方程和一般方程: (1)通过点)1,1,3(1-M 和点)0,1,1(2-M 且平行于矢量}2,0,1{-的平面(2)通过点 )1,5,1(1-M 和)2,2,3(2-M 且垂直于xoy 坐标面的平面; (3)已知四点)3,1,5(A ,)2,6,1(B ,)4,0,5(C )6,0,4(D 。求通过直线AB 且平行于直线CD 的平面,并求通过直线AB 且与ABC ?平面垂直的平面。 解: (1)Θ }1,2,2{21--=M M ,又矢量}2,0,1{-平行于所求平面, 故所求的平面方程为: ?? ? ??++-=-=--=v u z u y v u x 212123 一般方程为:07234=-+-z y x (2)由于平面垂直于xoy 面,所以它平行于z 轴,即}1,0,0{与所求的平面平行,又 }3,7,2{21-=M M ,平行于所求的平面,所以要求的平面的参数方程为: ?? ? ??+-=+-=+=v u z u y u x 317521 一般方程为:0)5(2)1(7=+--y x ,即01727=--y x 。 (3)(ⅰ)设平面π通过直线AB ,且平行于直线CD : }1,5,4{--=,}2,0,1{-= 从而π的参数方程为: ?? ? ??+-=+=--=v u z u y v u x 235145 一般方程为:0745910=-++z y x 。 (ⅱ)设平面π'通过直线AB ,且垂直于ABC ?所在的平面 ∴ }1,5,4{--=, }1,1,1{4}4,4,4{}1,1,0{}1,5,4{==-?--=?

解析几何第4章.

第4章 柱面、锥面、旋转曲面与二次曲面 § 4.1柱面 1、已知柱面的准线为: ? ? ?=+-+=-+++-0225 )2()3()1(222z y x z y x 且(1)母线平行于x 轴;(2)母线平行于直线c z y x ==,,试求这些柱面的方程。 解:(1)从方程 ?? ?=+-+=-+++-0 225 )2()3()1(222z y x z y x 中消去x ,得到:25)2()3()3(2 2 2 =-+++--z y y z 即 02 3 5622=- ---+z y yz z y 此即为要求的柱面方程。 (2)取准线上一点),,(0000z y x M ,过0M 且平行于直线? ??==c z y x 的直线方程为: ??? ??=-=-=? ?? ? ??=+=+=z z t y y t x x z z t y y t x x 0 00000 而0M 在准线上,所以 ?? ?=+--+=-++-+--0 2225 )2()3()1(222t z y x z t y t x 上式中消去t 后得到:026888232 22=--+--++z y x xy z y x 此即为要求的柱面方程。 2、设柱面的准线为???=+=z x z y x 22 2,母线垂直于准线所在的平面,求这柱面的方程。 解:由题意知:母线平行于矢量{ }2,0,1- 任取准线上一点),,(0000z y x M ,过0M 的母线方程为: ??? ??+==-=? ?? ? ??-==+=t z z y y t x x t z z y y t x x 220 0000

而0M 在准线上,所以: ?? ?+=-++=-) 2(2)2(2 2t z t x t z y t x 消去t ,得到:010******* 22=--+++z x xz z y x , 此即为所求的方程。 3、求过三条平行直线211,11,-=+=--==+==z y x z y x z y x 与的圆柱面方程。 解:过原点且垂直于已知三直线的平面为0=++z y x :它与已知直线的交点为 ())3 4,31,3 1(),1,0,1(,0,0,0--,这三点所定的在平面0=++z y x 上的圆的圆心为 )15 13 ,1511,152(0-- M ,圆的方程为: ????? =++= -++++0 7598)1513()1511()152(222z y x z y x 此即为欲求的圆柱面的准线。又过准线上一点),,(1111z y x M ,且方向为{ }1,1,1的直线方程为: ??? ??-=-=-=? ?? ? ??+=+=+=t z z t y y t x x t z z t y y t x x 1 11111 将此式代入准线方程,并消去t 得到: 013112)(5222=-++---++z y x zx yz xy z y x 此即为所求的圆柱面的方程。 4、已知柱面的准线为 {})(),(),()(u z u y u x u =γ,母线的方向平行于矢量 {}Z Y X ,,=,试证明柱面的矢量式参数方程与坐标式参数方程分别为: v u Y +=( 与 ?? ? ??+=+=+=Zv u z z Yv u y y Xv u x x )()()( 式中的v u ,为参数。 证明:对柱面上任一点),,(z y x M ,过M 的母线与准线交于点))(),(),((u z u y u x M ',

第八章 空间解析几何答案

第八章 空间解析几何与向量代数 §8.1向量及其线性运算 1.填空题 (1)点)1,1,1(关于xoy 面对称的点为()1,1,1(-),关于yoz 面对称的点为()1,1,1(-),关于xoz 面对称的点为()1,1,1(-). (2)点)2,1,2(-关于x 轴对称的点为()2,1,2(-),关于y 轴对称的点为()2,1,2(---),关于z 轴对称的点为()2,1,2(-),关于坐标原点对称的点为()2,1,2(--). 2. 已知两点)1,1,1(1M 和)1,2,2(2M ,计算向量21M M 的模、方向余弦和方向角. 解:因为)0,1,1(21=M M ,故2||21= M M ,方向余弦为2 2 cos = α,22cos =β,0cos =γ,方向角为4πα=,4π β=, 2 πγ=. 3. 在yoz 平面上,求与)1,1,1(A 、)2,1,2(B 、)3,3,3(C 等距离的点. 解:设该点为),,0(z y ,则 222222)3()3(9)2()1(4)1()1(1-+-+=-+-+=-+-+z y z y z y , 即?????-+-+=-+-+-+=-+2 2222 2) 3()3(9)2()1(4)2(4)1(1z y z y z z ,解得???==33y z ,则该点 为)3,3,0(. 4. 求平行于向量k j i a 432-+=的单位向量的分解式. 解:所求的向量有两个,一个与a 同向,一个与a 反向. 因为 29)4(32||222=-++=a ,所以)432(29 1k j i e a -+± =. 5. 已知点)6,2,1(-B 且向量在x 轴、y 轴和z 轴上的投影分别为1,4,4-, 求点A 的坐标. 解:设点A 的坐标为),,(z y x ,由题意可知)1,4,4()6,2,1(-=----z y x ,则5,6,5=-==z y x ,即点A 的坐标为)5,6,5(-. §8.2 数量积 向量积 1.若3 ),(,4||,3||π = ==Λ b a b a ,求b a c 23-=的模. 解:b b b a a b a a b a b a c 22233233)23()23(||2 ?+?-?-?=-?-=

解析几何第四版吕林根课后习题答案第五章

第五章 二次曲线一般的理论 §5.1二次曲线与直线的相关位置 1. 写出下列二次曲线的矩阵A 以及1(,)F x y ,2(,)F x y 及3(,)F x y . (1)22221x y a b +=;(2)22 221x y a b -=;(3)22y px =;(4)223520;x y x -++= (5)2226740x xy y x y -+-+-=.解:(1)221 0010 000 1a A b ?? ? ? ?= ? ?- ? ???;121(,)F x y x a =221 (,)F x y y b =3(,)1F x y =-;(2)2210010 000 1a A b ?? ? ? ?=- ? ?- ? ?? ? ;121(,)F x y x a =221(,)F x y y b =-;3(,)1F x y =-.(3)0001000p A p -?? ? = ? ? -?? ; 1(,)F x y p =-;2(,)F x y y =;3(,)F x y px =-;(4)51020 305022A ?? ? ?=- ? ? ? ??; 15(,)2F x y x =+;2(,)3F x y y =-;35 (,)22 F x y x =+;(5)1232 171227342 A ??-- ? ? ?=- ? ? ?-- ??? ;11(,)232F x y x y =- -;217(,)22F x y x y =-++;37(,)342 F x y x y =-+-. 2. 求二次曲线2 2 234630x xy y x y ----+=与下列直线的交点.(1)550 x y --=

同济大学(高等数学)_第八章_向量代数与解析几何

同济大学(高等数学)_第八章_向量代数与解 析几何 -CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN

第五篇 向量代数与空间解析几何 第八章 向量代数与空间解析几何 解析几何的基本思想是用代数的方法来研究几何的问题,为了把代数运算引入几何中来,最根本的做法就是设法把空间的几何结构有系统的代数化,数量化. 平面解析几何使一元函数微积分有了直观的几何意义,所以为了更好的学习多元函数微积分,空间解析几何的知识就有着非常重要的地位. 本章首先给出空间直角坐标系,然后介绍向量的基础知识,以向量为工具讨论空间的平面和直线,最后介绍空间曲面和空间曲线的部分内容. 第1节 空间直角坐标系 1.1 空间直角坐标系 用代数的方法来研究几何的问题,我们需要建立空间的点与有序数组之间的联系,为此我们通过引进空间直角坐标系来实现. 1.1.1 空间直角坐标系 过定点O ,作三条互相垂直的数轴,这三条数轴分别叫做x 轴(横轴)、y 轴(纵轴)、z 轴(竖轴),它们都以O 为原点且具有相同的长度单位. 通常把x 轴和y 轴配置在水平面上,而z 轴则是铅垂线;它们的正方向要符合右手规则:右手握住z 轴,当右手的四指从x 轴的正向转过2 角度指向y 轴正向时,大拇指的指向就是z 轴的正向,这样就建立了一个空间直角坐标系(图8-1),称为Oxyz 直角坐标系,点O 叫做坐标原点. 图8-1 在Oxyz 直角坐标系下,数轴Ox ,Oy ,Oz 统称为坐标轴,三条坐标轴中每两条可以确定一个平面,称为坐标面,分别为xOy ,yOz ,zOx ,三个坐标平面 y x z O

第4章 向量代数与空间解析几何练习题

第4章 向量代数与空间解析几何练习题 习题4.1 一、选择题 1.将平行于同一平面的所有单位向量的起点移到同一点, 则这些向量的终点构成的图形是( ) (A )直线; (B ) 线段; (C ) 圆; (D ) 球. 2.下列叙述中不是两个向量a 与b 平行的充要条件的是( ) (A )a 与b 的内积等于零; (B )a 与b 的外积等于零; (C )对任意向量c 有混合积0)(=abc ; (D )a 与b 的坐标对应成比例. 3.设向量a 的坐标为 31 3 , 则下列叙述中错误的是( ) (A )向量a 的终点坐标为),,(z y x ; (B )若O 为原点,且a =, 则点A 的坐标为),,(z y x ; (C )向量a 的模长为2 22z y x ++;(D ) 向量)2/,2/,2/(z y x 与a 平行. 4.行列式2 13132 3 21的值为( ) (A ) 0 ; (B ) 1 ; (C ) 18 ; (D ) 18-. 5.对任意向量a 与b , 下列表达式中错误的是( ) (A )||||a a -=; (B )||||||b a b a +>+; (C ) ||||||b a b a ?≥?; (D ) ||||||b a b a ?≥?. 二、填空题 1.设在平行四边形ABCD 中,边BC 和CD 的中点分别为M 和N ,且p =,q =,则 BC =_______________,CD =__________________. 2.已知ABC ?三顶点的坐标分别为A(0,0,2),B(8,0,0),C(0,8,6),则边BC 上的中线长为______________________. 3.空间中一动点移动时与点)0,0,2(A 和点)0,0,8(B 的距离相等, 则该点的轨迹方程是_______________________________________. 4.设力k j i F 532++=, 则F 将一个质点从)3,1,0(A 移到)1,6,3(,B 所做的功为____________________________. 5.已知)2,5,3(A , )4,7,1(B , )0,8,2(C , 则=?_____________________; =?____________________;ABC ?的面积为_________________. 三、计算题与证明题 1.已知1||=a , 4||=b , 5||=c , 并且0=++c b a . 计算a c c b b a ?+?+?.

解析几何第四版吕林根 期末复习 课后习题(重点)详解

第一章 矢量与坐标 §1.3 数量乘矢量 4、 设→→→+=b a AB 5,→→→+-=b a BC 82,)(3→ →→-=b a CD ,证明:A 、B 、D 三点共线. 证明 ∵→ → → → → → → → → → =+=-++-=+=AB b a b a b a CD BC BD 5)(382 ∴→ AB 与→ BD 共线,又∵B 为公共点,从而A 、B 、D 三点共线. 6、 设L 、M 、N 分别是ΔABC 的三边BC 、CA 、AB 的中点,证明:三中线矢量AL , BM , CN 可 以构成一个三角形. 证明: )(21 AC AB AL += Θ )(21 BC BA BM += )(2 1 CB CA CN += 0)(2 1 =+++++=++∴CB CA BC BA AC AB CN BM AL 7.、设L 、M 、N 是△ABC 的三边的中点,O 是任意一点,证明 OB OA ++OC =OL +OM +ON . [证明] LA OL OA +=Θ MB OM OB += NC ON OC += )(NC MB LA ON OM OL OC OB OA +++++=++∴ =)(CN BM AL ON OM OL ++-++ 由上题结论知:0=++CN BM AL ON OM OL OC OB OA ++=++∴ 从而三中线矢量CN BM AL ,,构成一个三角形。 8.、如图1-5,设M 是平行四边形ABCD 的中心,O 是任意一点,证明 OA +OB +OC +OD =4OM . [证明]:因为OM = 21 (OA +OC ), OM =2 1 (OB +OD ), 所以 2OM =2 1 (OA +OB +OC +OD ) 所以 OA +OB +OC +OD =4OM . 10、 用矢量法证明梯形两腰中点连续平行于上、下两底边且等于它们长度和的一半. 图1-5

解析几何第四版吕林根课后习题答案第三章

第三章 平面与空间直线 § 平面的方程 1.求下列各平面的坐标式参数方程和一般方程: (1)通过点)1,1,3(1-M 和点)0,1,1(2-M 且平行于矢量}2,0,1{-的平面(2)通过点 )1,5,1(1-M 和)2,2,3(2-M 且垂直于xoy 坐标面的平面; (3)已知四点)3,1,5(A ,)2,6,1(B ,)4,0,5(C )6,0,4(D 。求通过直线AB 且平行于直线CD 的平面,并求通过直线AB 且与ABC ?平面垂直的平面。 解: (1)Θ }1,2,2{21--=M M ,又矢量}2,0,1{-平行于所求平面, 故所求的平面方程为: 一般方程为:07234=-+-z y x (2)由于平面垂直于xoy 面,所以它平行于z 轴,即}1,0,0{与所求的平面平行,又}3,7,2{21-=M M ,平行于所求的平面,所以要求的平面的参数方程为: 一般方程为:0)5(2)1(7=+--y x ,即01727=--y x 。 (3)(ⅰ)设平面π通过直线AB ,且平行于直线CD : }1,5,4{--=,}2,0,1{-= 从而π的参数方程为: 一般方程为:0745910=-++z y x 。 (ⅱ)设平面π'通过直线AB ,且垂直于ABC ?所在的平面 ∴ }1,5,4{--=AB , }1,1,1{4}4,4,4{}1,1,0{}1,5,4{==-?--=?AC AB 均与π'平行,所以π'的参数式方程为: 一般方程为:0232=--+z y x . 2.化一般方程为截距式与参数式:

042:=+-+z y x π. 解: π与三个坐标轴的交点为:)4,0,0(),0,20(),0,0,4(--, 所以,它的截距式方程为: 14 24=+-+-z y x . 又与所给平面方程平行的矢量为:}4,0,4{},0,2,4{-, ∴ 所求平面的参数式方程为: 3.证明矢量},,{Z Y X =平行与平面0=+++D Cz By Ax 的充要条件为: 0=++CZ BY AX . 证明: 不妨设0≠A , 则平面0=+++D Cz By Ax 的参数式方程为: 故其方位矢量为:}1,0,{},0,1,{A C A B --, 从而v 平行于平面0=+++D Cz By Ax 的充要条件为: ,}1,0,{},0,1,{A C A B -- 共面? ? 0=++CZ BY AX . 4. 已知连接两点),12,0(),5,10,3(z B A -的线段平行于平面0147=--+z y x ,求B 点的z 坐标. 解: Θ }5,2,3{z +-= 而平行于0147=--+z y x 由题3知:0)5(427)3(=+-?+?-z 从而18=z . 5. 求下列平面的一般方程. ⑴通过点()1,1,21-M 和()1,2,32-M 且分别平行于三坐标轴的三个平面; ⑵过点()4,2,3-M 且在x 轴和y 轴上截距分别为2-和3-的平面;

2019届高考数学(文科)江苏版1轮复习练习:第8章 平面解析几何 4 第4讲 分层演练直击高考 含解析

1.圆(x -1)2+y 2=1与直线y = 3 3 x 的位置关系是________. [解析] 因为圆(x -1)2+y 2=1的圆心为(1,0),半径r =1, 所以圆心到直线y =33x 的距离为|3|3+9=12 <1=r ,故圆与直线相交. [答案] 相交 2. 圆O 1:x 2+y 2-2x =0和圆O 2:x 2+y 2-4y =0的位置关系是________. [解析] 圆O 1的圆心坐标为(1,0),半径为r 1=1,圆O 2的圆心坐标为(0,2),半径r 2 =2,故两圆的圆心距O 1O 2=5,而r 2-r 1=1,r 1+r 2=3,则有r 2-r 1

解析几何吕林根课后习题解答一到五.docx

第一章矢量与坐标 § 1.1矢量的概念 1.下列情形中的矢量终点各构成什么图形? (1)把空间中一切单位矢量归结到共同的始点; (2)把平行于某一平面的一切单位矢量归结到共同的始点; (3)把平行于某一直线的一切矢量归结到共同的始点; (4)把平行于某一直线的一切单位矢量归结到共同的始点. 解: 2.设点 O 是正六边形 ABCDEF的中心, 在矢量 OA 、 OB 、 OC 、 OD 、 OE 、 OF 、 AB 、 BC 、 CD、DE 、 EF O 和 FA 中,哪些矢量是相等的? [解 ]: 图 1-1 3.设在平面上给了一个四边形ABCD,点 K、L、 M、N 分别是边AB、BC、CD、 DA的中点,求证:KL = NM .当ABCD是空间四边形时,这等式是否也成立? [证明 ]: . 4.如图1-3,设ABCD-EFGH是一个平行六面体, 在下列各对矢量中,找出相等的矢量和互为相反 矢量的矢量: (1) AB、; (2) AE、; (3) AC 、 CD CG EG ; (4)AD 、 GF ;(5)BE 、 CH . 解: 图1—3

§ 1.2矢量的加法 1.要使下列各式成立,矢量a,b 应满足什么条件? (1)a b a b;(2)a b a b ; (3)a b a b ;(4)a b a b ; (5)a b a b . 解: § 1.3数量乘矢量 1试解下列各题. ⑴化简 (x y) (a b) (x y) (a b) . ⑵已知 a e1 2 e2e3, b 3e12e2 2 e3,求a b , a b 和 3 a 2 b . ⑶ 从矢量方程组解:3 x 4 y a ,解出矢量 x ,y.2 x 3 y b 2 已知四边形ABCD 中, AB a 2 c ,CD 5 a 6 b 8 c ,对角线AC 、 BD 的中 点分别为 E 、 F ,求EF. 解: 3 设AB a 5 b , BC 2 a 8 b ,CD3( a b) ,证明: A 、 B 、 D 三点共线.解:

注电考试最新版教材-第4讲 数学:空间解析几何(四)

(二)两平面的夹角 两平面的法向量的夹角称为两平面的夹角(通常指锐角)。设有平面 Ⅱ1, : A l x + B 1y + C l z + D 1 = 0 和平面 Ⅱ2 : A 2 x + B 2y + C 2z + D 2 = 0,则Ⅱ1和Ⅱ2的夹角θ由下式确定: 由此可得 Ⅱ1与Ⅱ2互相垂直相当于A 1A 2+B 1B 2+C 1C 2=0 Ⅱ1与Ⅱ2平行相当于 空间一点 P 0( x 0,y 0, z 0)到平面 的距离,有以下公式: (三)例题 【例 1-1-5 】求过三点 M l ( 2 , -1,4)、M 2 (-l , 3 ,-2 )和 M 3( 0 , 2 , 3 )的平面的方程。 由平面的点法式方程,得所求平面方程为 【 例 1 -1 -6】 求两平面 x - y + 2z - 6 = 0 , 2x + y +z- 5 =0的夹角。

【 解 】 因为 故所求夹角3 π θ=。 【例 1 - 1 -7】 平行于 x 轴且经过点( 4 , 0 ,- 2 )和点( 2 , 1 , 1 )的平面方程是 【 解 】 由平面平行于 x 轴知,平面方程中 x 的系数为0,故( A )、( B )不正确。由平面经过两已知点,知( C )满足,故选( C ). 三、直线 (一)空间直线的方程 设空间直线L 是平面Ⅱ1 : A l x + B 1y + C l z + D 1 = 0 和平面 Ⅱ2 : A 2 x + B 2y + C 2z + D 2 = 0,的交线,则 L 的方程为。 此方程称为空间直线的一般方程。 设直线 L 过点 M 0( x 0 , y 0 , z 0) ,它的一个方向向量为s=(m,n,p ) ,则直线 L 的方程为 此方程称为直线的对称式方程。 如设参数 t 如下: 此方程组称为直线的参数式方程。

解析几何第四版吕林根课后习题答案

解析几何第四版吕林根 课后习题答案 Standardization of sany group #QS8QHH-HHGX8Q8-GNHHJ8-HHMHGN#

第三章 平面与空间直线 § 平面的方程 1.求下列各平面的坐标式参数方程和一般方程: (1)通过点)1,1,3(1-M 和点)0,1,1(2-M 且平行于矢量}2,0,1{-的平面(2)通过点 )1,5,1(1-M 和)2,2,3(2-M 且垂直于xoy 坐标面的平面; (3)已知四点)3,1,5(A ,)2,6,1(B ,)4,0,5(C )6,0,4(D 。求通过直线AB 且平行于直线CD 的平面,并求通过直线AB 且与ABC ?平面垂直的平面。 解: (1) }1,2,2{21--=M M ,又矢量}2,0,1{-平行于所求平面, 故所求的平面方程为: 一般方程为:07234=-+-z y x (2)由于平面垂直于xoy 面,所以它平行于z 轴,即}1,0,0{与所求的平面平行,又 }3,7,2{21-=M M ,平行于所求的平面,所以要求的平面的参数方程为: 一般方程为:0)5(2)1(7=+--y x ,即01727=--y x 。 (3)(ⅰ)设平面π通过直线AB ,且平行于直线CD : }1,5,4{--=,}2,0,1{-= 从而π的参数方程为: 一般方程为:0745910=-++z y x 。 (ⅱ)设平面π'通过直线AB ,且垂直于ABC ?所在的平面 ∴ }1,5,4{--=AB , }1,1,1{4}4,4,4{}1,1,0{}1,5,4{==-?--=?AC AB 均与π'平行,所以π'的参数式方程为: 一般方程为:0232=--+z y x . 2.化一般方程为截距式与参数式:

2020高考数学总复习第八章解析几何课时作业55理含解析新人教A版

课时作业55 抛物线 1.(2019·广东珠海模拟)已知抛物线y 2 =4x 的焦点为F ,准线为l ,点P 为抛物线上一 点,且在第一象限,PA ⊥l ,垂足为A ,|PF |=4,则直线AF 的倾斜角等于( B ) A.7π12 B .2π3 C.3π4 D .5π6 解析:由抛物线y 2 =4x 知焦点F 的坐标为(1,0),准线l 的方程为x =-1,由抛物线定义可知|PA |=|PF |=4,所以点P 的坐标为(3,23),因此点A 的坐标为(-1,23),所以k AF = 23-0-1-1=-3,所以直线AF 的倾斜角等于2π 3 ,故选B. 2.(2019·湖北四地七校联考)已知抛物线y 2 =2px (p >0),点C (-4,0),过抛物线的焦点作垂直于x 轴的直线,与抛物线交于A ,B 两点,若△CAB 的面积为24,则以直线AB 为准线的抛物线的标准方程是( D ) A .y 2 =4x B .y 2 =-4x C .y 2=8x D .y 2 =-8x 解析:因为AB ⊥x 轴,且AB 过点F ,所以AB 是焦点弦,且|AB |=2p ,所以S △CAB = 12 ×2p ×? ?? ??p 2+4=24,解得p =4或-12(舍),所以抛物线方程为y 2 =8x ,所以直线AB 的方程 为x =2,所以以直线AB 为准线的抛物线的标准方程为y 2 =-8x ,故选D. 3.已知抛物线C :x 2 =2py (p >0),若直线y =2x 被抛物线所截弦长为45,则抛物线C 的方程为( C ) A .x 2 =8y B .x 2 =4y C .x 2=2y D .x 2 =y 解析:由? ?? ?? x 2 =2py , y =2x ,得? ?? ?? x =0, y =0或? ?? ?? x =4p , y =8p , 即两交点坐标为(0,0)和(4p,8p ), 则 4p 2 +8p 2=45,得p =1(舍去负值), 故抛物线C 的方程为x 2 =2y . 4.(2019·河南百校联盟联考)已知抛物线C :y 2 =2px (p >0)的焦点为F ,点M 在抛物线C 上,且|MO |=|MF |=3 2 (O 为坐标原点),则OM →·MF → =( A ) A .-74 B .74

解析几何第四版吕林根课后习题答案

第三章 平 面 与 空 间 直 线 § 3.1平面的方程 1.求下列各平面的坐标式参数方程和一般方程: (1)通过点)1,1,3(1-M 和点)0,1,1(2-M 且平行于矢量}2,0,1{-的平面(2)通过点)1,5,1(1-M CD 的(3)(ⅰ)设平面通过直线AB ,且平行于直线CD : }1,5,4{--=AB ,}2,0,1{-=CD 从而π的参数方程为: 一般方程为:0745910=-++z y x 。

(ⅱ)设平面π'通过直线AB ,且垂直于ABC ?所在的平面 ∴ }1,5,4{--=, }1,1,1{4}4,4,4{}1,1,0{}1,5,4{==-?--=? 均与π'平行,所以π'的参数式方程为: 一般方程为:0232=--+z y x . 0=. 故其方位矢量为:}1,0,{},0,1,{A C A B -- , 从而平行于平面0=+++D Cz By Ax 的充要条件为: ,}1,0,{},0,1,{A C A B -- 共面?

? 0=++CZ BY AX . 4. 已知连接两点),12,0(),5,10,3(z B A -的线段平行于平面0147=--+z y x ,求B 点的z 坐标. 解: }5,2,3{z AB +-= ⑹求过点()1,5,31-M 和()2,1,42M 且垂直于平面0138=-+-z y x 的平面. 解:平行于x 轴的平面方程为 00 1 011112 =--+-z y x .即01=-z . 同理可知平行于y 轴,z 轴的平面的方程分别为01,01=-+=-y x z .

⑵设该平面的截距式方程为 132=+-+-c z y x ,把点()4,2,3-M 代入得19 24-=c 故一般方程为02419812=+++z y x . ⑶若所求平面经过x 轴,则()0,0,0为平面内一个点, {}2,1,5-和{}0,0,1为所求平面的方位矢量, ∴ .11 6 cos ,119cos ,112cos -=== ?γβ 则该平面的法式方程为: .01111 6 119112=--+z y x 既 .0121692=--+z y x

解析几何第三章知识点

第三章 平面与空间直线 版权所有,侵权必究 §3.1 平面的方程 1.平面的点位式方程 在空间给定了一点M 0与两个不共线的向量a ,b 后,通过点M 0且与a ,b 平行的平面π 就惟一被确定. 向量a ,b 叫平面π 的方位向量. 任意两个与π 平行的不共线的向量都可作为平面 π 的方位向量. 取标架{}321,,;e e e O ,设点M 0的向径0r =0OM ={}000,,z y x , 平面π 上任意一点M 的向径为r =OM = {x ,y ,z }(如图). 点M 在平面π上的充要条件为向量M M 0与向量a ,b 共面. 由于a ,b 不共线,这个共面的条件可以写成 M M 0= u a +v b 而M M 0= r -r 0,所以上式可写成 r = r 0+u a +v b (3.1-1) 此方程叫做平面π 的点位式向量参数方程,其中u ,v 为参数. 若令a = {1X ,1Y ,1Z },b = {2X ,2Y ,2Z },则由(3.1-1)可得 ?????++=++=++=v Z u Z z z v Y u Y y y v X u X x x 210210210 (3.1-2) 此方程叫做平面π 的点位式坐标参数方程,其中u ,v 为参数. (3.1-1)式两边与a ×b 作内积,消去参数u ,v 得 (r -r 0,a ,b ) = 0 (3.1-3) 此即 2 2 2 111000Z Y X Z Y X z z y y x x ---=0 (3.1-4)

这是π 的点位式普通方程. 已知平面π上三非共线点i M (i = 1,2,3). 建立坐标系{O ;e 1, e 2, e 3},设r i = i OM ={i x , i y ,i z },i = 1,2,3. 对动点M ,设r =OM ={x ,y ,z },取21M M 和31M M 为方位向量,M 1 为定点,则平面π的向量参数方程,坐标参数方程和一般方程依次为 r = 1r +u(2r -1r )+v(3r -r 1) (3.1-5) ?????-+-+=-+-+=-+-+=)()()()() ()(131211312113121z z v z z u z z y y v y y u y y x x v x x u x x (3.1-6) 1 31 31 3121212111z z y y x x z z y y x x z z y y x x ---------= 0 (3.1-7) (3.1-5),(3.1-6)和(3.1-7)统称为平面的三点式方程. 特别地,若i M 是π 与三坐标轴的交点,即1M (a ,0,0),2M (0,b ,0),3M (0,0,c ),其中abc ≠0,则平面π 的方程就是 c a b a z y a x 00---=0 (3.1-8) 即 1=++c z b y a x (3.1-9) 此方程叫平面π的截距式方程,其中a ,b ,c 称为π 在三坐标轴上的截距. 2.平面的一般方程 在空间任一平面都可用其上一点M 0(x 0,y 0,z 0)和两个方位向量a = {1X ,1Y ,1Z },b = {2X ,2Y ,2Z }确定,因而任一平面都可用方程将其方程(3.1-4)表示. 将(3.1-4)展开就可写成 Ax +By +Cz +D = 0 (3.1-10) 其中 A = 22 11 Z Y Z Y ,B =2 2 11X Z X Z ,C = 2 21 1 Y X Y X 由于a = {1X ,1Y ,1Z }与b = {2X ,2Y ,2Z }不共线,所以A ,B ,C 不全为零,这说明空间任一平面都可用关于a ,b ,c 的一三元一次方程来表示. 反之,任给一三元一次方程(3.1-10),不妨设A ≠0,则(3.1-10)可改写成 02=++??? ? ? +ACz ABy A D x A

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