河南省信阳市商城县三校联考2023-2024学年高一上学期第一次月考数学试题答案(更新中)

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试题答案

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4.正六边形ABCDEF中,已知$overrightarrow{AB}$=$overrightarrow{a}$,$overrightarrow{FA}$=$overrightarrow{b}$,则$overrightarrow{BC}$=$overrightarrow{a}$-$overrightarrow{b}$.(用$overrightarrow{a}$,$overrightarrow{b}$表示)

分析(1)由题意,借助于点到直线的距离公式列关于a,c的方程组,求得a,c的值,结合隐含条件求得b,则椭圆方程可求;
(2)写出直线l的方程,与椭圆方程联立求得A,B的坐标,结合$overrightarrow{OA}$+$overrightarrow{OD}$=$overrightarrow{BO}$求出D的坐标,再由对称性求得E的坐标,然后求出AB、DE的垂直平分线方程,联立求出交点M的坐标,再由|MA|=|MD|说明A,B,D,E四点共圆,并求得圆的标准方程.

解答解:(1)由题意可得$left{begin{array}{l}{frac{c}{a}=frac{sqrt{2}}{2}}\{frac{2}{sqrt{2}}=a}end{array}right.$,∴a=$sqrt{2}$,c=1.
则b2=a2-c2=1.
∴椭圆C的标准方程为$frac{{x}^{2}}{2}+{y}^{2}=1$;
(2)由题意可知直线l的方程为$y=-frac{sqrt{2}}{2}(x-1)$,
联立$left{begin{array}{l}{y=-frac{sqrt{2}}{2}(x-1)}\{frac{{x}^{2}}{2}+{y}^{2}=1}end{array}right.$,得2x2-2x-1=0.
解得:$left{begin{array}{l}{{x}_{1}=frac{1-sqrt{3}}{2}}\{{y}_{1}=frac{sqrt{6}+sqrt{2}}{4}}end{array}right.$,$left{begin{array}{l}{{x}_{2}=frac{1+sqrt{3}}{2}}\{{y}_{2}=frac{sqrt{2}-sqrt{6}}{4}}end{array}right.$.
不妨设A($frac{1-sqrt{3}}{2},frac{sqrt{6}+sqrt{2}}{4}$),B($frac{1+sqrt{3}}{2},frac{sqrt{2}-sqrt{6}}{4}$),
再设D(x0,y0),
由$overrightarrow{OA}$+$overrightarrow{OD}$=$overrightarrow{BO}$,得$(frac{1-sqrt{3}}{2}+{x}_{0},frac{sqrt{6}+sqrt{2}}{4}+{y}_{0})$=$(-frac{1+sqrt{3}}{2},frac{sqrt{6}-sqrt{2}}{4})$.
∴${x}_{0}=-1,{y}_{0}=-frac{sqrt{2}}{2}$,即D(-1,-$frac{sqrt{2}}{2}$),则E(1,$frac{sqrt{2}}{2}$),
AB的中点坐标为($frac{1}{2}$,$frac{sqrt{2}}{4}$),${k}_{AB}=frac{frac{sqrt{2}-sqrt{6}}{4}-frac{sqrt{6}+sqrt{2}}{4}}{frac{1+sqrt{3}}{2}-frac{1-sqrt{3}}{2}}$=$-frac{sqrt{2}}{2}$.
AB的垂直平分线方程为$y-frac{sqrt{2}}{4}=sqrt{2}(x-frac{1}{2})$,即$y=sqrt{2}x-frac{sqrt{2}}{4}$;
DE的中点坐标(0,0),${k}_{DE}=frac{frac{sqrt{2}}{2}+frac{sqrt{2}}{2}}{2}=frac{sqrt{2}}{2}$.
DE的垂直平分线方程为y=-$sqrt{2}x$.
联立$left{begin{array}{l}{y=-sqrt{2}x}\{y=sqrt{2}x-frac{sqrt{2}}{4}}end{array}right.$,解得:$x=frac{1}{8},y=-frac{sqrt{2}}{8}$.
∴两直线交点坐标为M($frac{1}{8},-frac{sqrt{2}}{8}$).
∵|MA|=$sqrt{(frac{1-sqrt{3}}{2}-frac{1}{8})^{2}+(frac{sqrt{6}+sqrt{2}}{4}+frac{sqrt{2}}{8})^{2}}$=$frac{sqrt{99}}{8}$.
|MD|=$sqrt{(frac{1}{8}+1)^{2}+(-frac{sqrt{2}}{8}+frac{sqrt{2}}{2})^{2}}$=$frac{sqrt{99}}{8}$.
∴A,B,D,E四点共圆,圆的标准方程为$(x-frac{1}{8})^{2}+(y+frac{sqrt{2}}{8})^{2}=frac{99}{64}$.

点评本题考查椭圆的简单性质,考查了直线与圆锥曲线的位置关系的应用,训练了利用向量法求解直线与圆锥曲线的位置关系问题,考查计算能力,是中档题.

河南省信阳市商城县三校联考2023-2024学年高一上学期第一次月考数学

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