内容正文:
专题8 运算求解能力
考向一 定义、公理公式及其变形中的运算技巧
【典例精讲】
例1. (2023·广东揭阳市·联考) 已知椭圆的左、右焦点分别为,,过点且不与轴重合的直线交椭圆于,两点当直线与轴垂直时,.
求椭圆的标准方程.
求内切圆半径的最大值.
【拓展提升】
练1-1.(2023·天津市市辖区·期末考试)已知,,则( )
A. B. C. D.
练1-2. (2023·浙江省·联考题)已知且,则的最小值为
( )
B. C. D.
练1-3.(2023·江西省宜春市·月考试卷)已知椭圆:的左焦点为,过点的直线与椭圆相交于不同的两点、,若为线段的中点,为坐标原点,直线的斜率为,则椭圆的方程为( )
A. B. C. D.
【典例精讲】考向二 建系解决几何问题
例2. (2023·湖北·联考) 在中,内角,,的对边分别为,,,且,.
求;
如图,圆是的外接圆,延长交于点,过圆心作交于点,且求的长.
【拓展提升】
练2-1. (2023·湖北·月考) 在一个半圆中有两个互切的内切半圆,由三个半圆弧围成“曲线三角形”,作两个内切半圆的公切线把“曲线三角形”分隔成两块,且被分隔的这两块中的内切圆是同样大小的,如图,若,则阴影部分与最大半圆的面积比为( )
A. B. C. D.
练2-2. (2023·全国·联考) 在正三角形中,为中点,为三角形内一动点,且满足,则最小值为( )
A. B. C. D.
练2-3. (2023·湖北襄阳市·月考) 在平面内,定点满足,,动点,满足,,则的最大值是( )
A. B. C. D.
【答案解析】
例1.解:由直线垂直轴时,,
可设,,
由,解得,
所以椭圆的标准方程为;
法:设,,直线的方程为,
联立,消去并化简得,
由韦达定理得,
即有,
所以,
而
,
当且仅当,即时等号成立,
又因为,
所以内切圆半径的最大值为.
法:当直线的斜率不存在时,,
又因为,
所以这时,
当直线的斜率存在时,设,,,
把代入得,,
得,
由韦达定理得,
,
点到直线的距离为,
=
,
当且仅当即时等号成立,
由
得解得.
又因为,所以内切圆半径的最大值为.
练1-1.解:因为,,
所以,
所以
.
故选C.
练1-2. 解:由题意可得,令,,
得,
,
当且仅当时,取等号故选B.
练1-3.解:设,,则,,
两式相减可得,
,
为线段的中点,
,,
,
又,,,
由椭圆的左焦点在直线上,
,即,,
由可得,,
椭圆的方程为,
故选D.
例2.解:因为,由正弦定理,得,
由,得,
由,得,所以,由,得.
由正弦定理,得.
由,得.
解法一:由,得.
在中,由余弦定理,得,所以.
由正弦定理,得,
则,
,,
所以.
解法二:以为原点,以,方向分别为轴、轴正方向建立平面直角坐标系,
则,由可知.
设点的坐标为,则,.
因为,所以,解得所以.
练2-1. 解:设,则,,
记最大半圆的圆心为,的中点为,的中点为,
两个内切圆的圆心分别为,.
建立如图所示的坐标系,
,,,,
设,,
则,得,所以,
由圆与圆内切,得,解得,
同理,得,所以,
由圆与圆内切,得,解得,
所以 ,
故选B.
练2-2.解:以为坐标原点,,正方向为,轴,建立平面直角坐标系,
不妨设正三角形的边长为,则,,,
设,则,,
,,
,即
点轨迹为:,
当时,,
当时,令,则表示与连线的斜率,
设直线与圆相切,
则圆心到直线距离,解得:或,
,
则当时,取得最小值,
综上所述,最小值为.
故选D.
练2-3.解:由,可得为的外心,
又,
可得,,
即,
即有,,可得为的垂心,
则为的中心,即为正三角形.
由,即有,
解得,的边长为,
以为坐标原点,所在直线为轴建立直角坐标系,
可得,,,
由,可设,,
由,可得为的中点,即有,
则
,
当,即时,取得最大值,且为.
故选:.
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