資源簡介 專題12 巧解最值 坐標(biāo)幾何【2024揚(yáng)州高三期末第8題】在平面直角坐標(biāo)系xOy中,已知圓O:,若正方形ABCD的一邊AB為圓O的一條弦,則OC的最大值為( )A. B. C. D.5利用托勒密定理,結(jié)合長度關(guān)系列出不等式直接求解.由已知,.設(shè).在四邊形OACB中,應(yīng)用托勒密定理得,即,,當(dāng)且僅當(dāng)點(diǎn)D,A,C,B共圓,即時(shí),等號(hào)成立.(2018·全國·高三競(jìng)賽)1.半徑為的內(nèi)含于半徑為的,已知存在一個(gè)四邊形外切于且內(nèi)接于.則的最小值是.A. B. C. D.(2021·北京·高三強(qiáng)基計(jì)劃)2.在圓內(nèi)接四邊形中,,則四邊形的面積是 .(2018·全國·高三競(jìng)賽)3.設(shè)內(nèi)接于單位圓,且圓心在的內(nèi)部.若在邊、、上的射影分別為點(diǎn)、、,求的最大值.根據(jù)圖形關(guān)系得到全等三角形,進(jìn)而結(jié)合點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)得到線段取最值的情況. 如圖,不妨假設(shè)固定,在圓上移動(dòng),點(diǎn)繞逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)到,連接OA,OE,AE,CE,BE,則,易知,所以,所以,當(dāng)點(diǎn)移動(dòng)到使O,E,C三點(diǎn)共線時(shí)取到最大值,即,則的最大值為.利用幾何變換的方法得到點(diǎn)的軌跡進(jìn)而得到線段最值.設(shè)圓O與y軸正半軸交于點(diǎn)P,不妨設(shè),連結(jié)PA,PC,AC.將繞點(diǎn)A順時(shí)針旋轉(zhuǎn)45°,并將邊長擴(kuò)大為原來的倍,得到,則與P重合,與C重合.由中,可得,即點(diǎn)C在以點(diǎn)P為圓心,為半徑的圓上.∴.利用全等三角形,結(jié)合坐標(biāo)運(yùn)算得到點(diǎn)的軌跡方程,結(jié)合圓的知識(shí)得到所求線段長度最值.設(shè),不妨設(shè)如圖,過點(diǎn)B作BE⊥x軸于點(diǎn)E,過點(diǎn)C作BE的垂線,交BE于點(diǎn)F.由,可得點(diǎn),則點(diǎn)C在圓上..(2023上·全國·高二專題練習(xí))4.已知圓心為的圓經(jīng)過和,且圓心在直線上(1)求圓心為的圓的標(biāo)準(zhǔn)方程;(2)線段的端點(diǎn)的坐標(biāo)是,端點(diǎn)在圓上運(yùn)動(dòng),求線段中點(diǎn)的軌跡方程.(2024上·吉林·高二長春市第二實(shí)驗(yàn)中學(xué)校聯(lián)考期末)5.若平面內(nèi)兩定點(diǎn)間的距離為2,動(dòng)點(diǎn)滿足,則的最大值為 .利用全等三角形,結(jié)合坐標(biāo)運(yùn)算得到線段長度表達(dá)式,結(jié)合三角換元與三角函數(shù)知識(shí)得到線段長度最值.設(shè),不妨設(shè)如圖,過點(diǎn)B作BE⊥x軸于點(diǎn)E,過點(diǎn)C作BE的垂線,交BE于點(diǎn)F.由,可得點(diǎn),又,,設(shè),利用圓的幾何性質(zhì),得到各線段長度,利用三角換元與三角恒等變換得到最值.圓的圓心(0,0),半徑為2,如圖,令,則,令,則在三角形中根據(jù)余弦定理得到線段長度表達(dá)式,結(jié)合三角換元與三角恒等變換知識(shí)得到最值.在中,,令.(2023下·江蘇南通·高一統(tǒng)考期中)6.正三角形的邊長為3,點(diǎn)在邊上,且,三角形的外接圓的一條弦過點(diǎn),點(diǎn)為邊上的動(dòng)點(diǎn),當(dāng)弦的長度最短時(shí),的取值范圍是( )A. B.C. D.利用直角三角形得到變量的關(guān)系,進(jìn)而結(jié)合基本不等式求解最值.設(shè)到直線AB的距離為,則,.,當(dāng)且僅當(dāng)時(shí),等號(hào)成立.(2022上·福建龍巖·高三福建省連城縣第一中學(xué)校考期末)7.在中,角,角A的平分線AD與BC邊相交于點(diǎn)D,則的最小值為 .根據(jù)題意得到線段線性關(guān)系,通過平方將向量關(guān)系轉(zhuǎn)化為數(shù)量關(guān)系,結(jié)合三角換元與三角恒等變換知識(shí)計(jì)算出線段長度最值.作于,則為AB的中點(diǎn).設(shè),則,.令,則.,當(dāng),即時(shí),等號(hào)成立.的最大值為(2022·江蘇鹽城·模擬預(yù)測(cè))8.在中,內(nèi)角A,B,C的對(duì)邊分別是a,b,c,,,,則線段CD長度的最小值為( )A.2 B. C.3 D.(2023下·吉林長春·高二長春十一高校考期末)9.已知,,的夾角為.如圖所示,若,且D為BC的中點(diǎn),則的長度為( ) A. B. C.7 D.8(2023·新疆烏魯木齊·統(tǒng)考二模)10.在中,內(nèi)角A,B,C的對(duì)邊分別是a,b,c,,點(diǎn)D在邊BC上,且,則線段AD長度的最小值為( )A. B. C.1 D.(2024·廣東茂名·統(tǒng)考一模)11.在中,角,,所對(duì)的邊分別為,,,已知.(1)求的值;(2)若為的中點(diǎn),且,求的最小值.(2024·四川成都·成都七中校考模擬預(yù)測(cè))12.已知為直線上一點(diǎn),過點(diǎn)作圓的切線(點(diǎn)為切點(diǎn)),為圓上一動(dòng)點(diǎn). 則的最小值是( )A. B. C. D.(2024上·廣西北海·高二統(tǒng)考期末)13.在平面直角坐標(biāo)系中,已知圓,若圓上存在點(diǎn),使得,則正數(shù)的取值范圍為( )A. B.C. D.(2023·全國·模擬預(yù)測(cè))14.如圖所示,面積為的扇形OMN中,M,N分別在x,y軸上,點(diǎn)P在弧MN上(點(diǎn)P與點(diǎn)M,N不重合),分別在點(diǎn)P,N作扇形OMN所在圓的切線交于點(diǎn)Q,其中與x軸交于點(diǎn)R,則的最小值為( )A.4 B. C. D.2(2023上·湖北襄陽·高三襄陽五中校考階段練習(xí))15.已知的半徑為1,直線與相切于點(diǎn),直線與交于兩點(diǎn),為的中點(diǎn),若,則的最大值為( )A. B. C.1 D.(2023下·重慶沙坪壩·高一重慶一中校考階段練習(xí))16.在中,角A,B,C的對(duì)邊分別為a,b,c,已知,若角A的內(nèi)角平分線AD的長為3,則的最小值為( )A.12 B.24 C.27 D.36(2023下·河南安陽·高三校聯(lián)考階段練習(xí))17.在中,內(nèi)角A,B,C的對(duì)邊分別是a,b,c,且.若D是BC邊的中點(diǎn),且,則面積的最大值為( )A.16 B.C. D.(2023·新疆·校聯(lián)考模擬預(yù)測(cè))18.“不以規(guī)矩,不能成方圓”出自《孟子·離婁章句上》.“規(guī)”指圓規(guī),“矩”指由相互垂直的長短兩條直尺構(gòu)成的方尺,是古人用來測(cè)量 畫圓和方形圖案的工具.敦煌壁畫就有伏羲女媧手執(zhí)規(guī)矩的記載(如圖(1)).今有一塊圓形木板,以“矩”量之,如圖(2).若將這塊圓形木板截成一塊四邊形形狀的木板,且這塊四邊形木板的一個(gè)內(nèi)角滿足,則這塊四邊形木板周長的最大值為( )A. B. C. D.(2024上·遼寧·高二遼寧實(shí)驗(yàn)中學(xué)校聯(lián)考期末)19.正四面體棱長為6,,且,以為球心且半徑為1的球面上有兩點(diǎn),,,則的最小值為( )A.24 B.25 C.48 D.50(2023·安徽合肥·合肥一中校考模擬預(yù)測(cè))20.已知正三角形ABC的邊長為2,點(diǎn)D為邊BC的中點(diǎn).若內(nèi)一動(dòng)點(diǎn)M滿足.則下列說法中正確的有( )A.線段BM長度的最大為 B.的最大值為C.面積的最小值為 D.的最小值為(2023上·河北唐山·高三開灤第一中學(xué)校考階段練習(xí))21.已知點(diǎn)在半徑為的球面上,過點(diǎn)作球的兩兩垂直的三條弦若則的最大值為 .(2022上·北京海淀·高二清華附中校考期中)22.在平面直角坐標(biāo)系xOy中,定點(diǎn),點(diǎn)B為曲線上的動(dòng)點(diǎn).則線段AB長度的最小值是 ;若第一象限存在點(diǎn)C,使得為等腰直角三角形,且,則線段OC的最大值為 .(2023·浙江溫州·樂清市知臨中學(xué)校考模擬預(yù)測(cè))23.設(shè)是平面內(nèi)的兩條互相垂直的直線,線段AB,CD的長度分別為2,10,點(diǎn)A,C在a上,點(diǎn)B,D在b上,若M是AB的中點(diǎn),則的取值范圍是 .(2024·貴州·校聯(lián)考模擬預(yù)測(cè))24.已知雙曲線的左、右焦點(diǎn)分別為,,點(diǎn)在的左支上,過點(diǎn)作的一條漸近線的垂線,垂足為,則當(dāng)取最小值16時(shí),面積的最大值為 .試卷第1頁,共3頁試卷第1頁,共3頁參考答案:1.D【詳解】記四邊形的面積為,半周長為,,的面積分別為.又四邊形有內(nèi)切圓與外接圓,則.故,且,.再由,類似有.故.根據(jù)托勒密定理得.則. ①又.由式①、②得,所以, .當(dāng)且僅當(dāng)時(shí),上式等號(hào)成立.此時(shí),四邊形為正方形. 選D.2.【分析】利用托勒密定理可求,從而可求四邊形的面積.【詳解】如圖,連結(jié).根據(jù)題意,有且,則由托勒密定理可得,即,于是,進(jìn)而.故答案為:3.【詳解】如圖,因?yàn)椋裕⒎謩e是、的中點(diǎn),,且、、、四點(diǎn)共圓.由托勒密定理有,即.同理,,.注意到(的外接圓半徑),以上三式相加得.設(shè)的內(nèi)切圓半徑為,則.以上兩式相加得.從而,.等號(hào)在為正三角形時(shí)成立.故的最大值為.4.(1)(2)【分析】(1)由和的坐標(biāo),求出直線的斜率,根據(jù)兩直線垂直時(shí)斜率的乘積為,求出線段垂直平分線的斜率,再由和的坐標(biāo),利用線段中點(diǎn)坐標(biāo)公式求出線段的中點(diǎn)坐標(biāo),由中點(diǎn)坐標(biāo)和求出的斜率,得出線段垂直平分線的方程,與直線聯(lián)立組成方程組,求出方程組的解集得到圓心的坐標(biāo),再由和的坐標(biāo),利用兩點(diǎn)間的距離公式求出的值,即為圓的半徑,由圓心和半徑寫出圓的標(biāo)準(zhǔn)方程即可.(2)設(shè)出和的坐標(biāo),由中點(diǎn)坐標(biāo)公式把的坐標(biāo)用的坐標(biāo)表示,然后代入圓即可得到答案.【詳解】(1)因?yàn)椋裕韵业拇怪逼椒志€的斜率為又弦的中點(diǎn)坐標(biāo)為,所以弦的垂直平分線的方程為,即,與直線聯(lián)立解得:,,所以圓心坐標(biāo)為所以圓的半徑,則圓C的方程為:;(2)設(shè),線段的中點(diǎn)為,,為中點(diǎn),所以,則,①;因?yàn)槎它c(diǎn)在圓上運(yùn)動(dòng),所以,把①代入得:,所以線段的中點(diǎn)M的軌跡方程是.5.【分析】通過建立平面直角坐標(biāo)系,根據(jù)距離公式可得出點(diǎn)的軌跡方程為圓,根據(jù)圓的幾何性質(zhì)得的最大值,再代入運(yùn)算即可.【詳解】設(shè),,由得即,則由圓的幾何性質(zhì)可知所以即最大值為.故答案為:.6.D【分析】設(shè)為外接圓的圓心,結(jié)合垂徑定理和正弦定理,可得,再由極化恒等式推出,于是問題轉(zhuǎn)化為求的取值范圍,然后結(jié)合三角函數(shù)知識(shí)與余弦定理,即可得解.【詳解】解:設(shè)為外接圓的圓心,因?yàn)椋裕?br/>當(dāng)弦的長度最短時(shí),,在中,由正弦定理知,外接圓半徑,即,所以,因?yàn)椋矗?br/>所以,因?yàn)辄c(diǎn)為線段上的動(dòng)點(diǎn),所以當(dāng)點(diǎn)與點(diǎn)重合時(shí),;當(dāng)點(diǎn)與點(diǎn)重合時(shí),,在中,由余弦定理知,,所以,綜上,,所以. 故選:D.7.16【分析】根據(jù)三角形的面積公式列方程,結(jié)合基本不等式“1”的妙用即可得解.【詳解】依題意,,設(shè),依題意是角A的角平分線,, 由三角形的面積公式得,整理得,則,所以.當(dāng)且僅當(dāng),即時(shí),等號(hào)成立.故答案為:.【點(diǎn)睛】關(guān)鍵點(diǎn)睛:本題解決的關(guān)鍵是利用三角形面積得到,從而得解.8.D【分析】本題通過正弦定理得到,再通過余弦定理得到,對(duì)向量式整理得,通過平方,將向量關(guān)系轉(zhuǎn)化為數(shù)量關(guān)系即,利用基本不等式即可求解.【詳解】解:由及正弦定理,得,即,由余弦定理得,,∵,∴.由,,兩邊平方,得即,當(dāng)且僅當(dāng),即時(shí)取等號(hào),即,∴線段CD長度的最小值為.故選:D.9.A【分析】由為的中線,則,再根據(jù)進(jìn)行數(shù)量積的運(yùn)算便可求解.【詳解】在中,D為BC的中點(diǎn),所以,又,所以,所以,即的長度為.故選:A.10.B【分析】根據(jù)給定條件,利用正弦定理邊化角,結(jié)合三角恒等變換求出,再借助平面向量運(yùn)算及均值不等式求解作答.【詳解】在中,由及正弦定理得:,則,整理得,而,于是,兩邊平方得:,而,,解得,因?yàn)辄c(diǎn)D在邊BC上,且,有,因此,從而,當(dāng)且僅當(dāng)時(shí)取等號(hào),所以當(dāng)時(shí),線段AD的長度取得最小值.故選:B【點(diǎn)睛】思路點(diǎn)睛:求三角形中線段長的最值問題,主要方法有兩種,一是找到邊之間的關(guān)系,利用基本不等式求最值,二是利用正弦定理,轉(zhuǎn)化為關(guān)于某個(gè)角的函數(shù),利用函數(shù)思想求最值.11.(1)(2)【分析】(1)利用正弦定理邊化角以及利用兩角和的正弦公式化簡,可得的值,即可求得答案.(2)由題意可得,平方后結(jié)合數(shù)量積的運(yùn)算以及基本不等式,即可求得答案.【詳解】(1)由正弦定理及,得,又,所以,又,∴,∴,即,又,∴.(2)由為的中點(diǎn),得,而,所以,當(dāng)且僅當(dāng),即時(shí)等號(hào)成立,所以的最小值為.12.B【分析】連接,可得,得到,結(jié)合直角三角形的性質(zhì)和勾股定理,求得,,得到最小時(shí),同時(shí)取得最小值,即可求解.【詳解】如圖所示,連接,可得,且垂足為要使得取得最小值,即,又由,,顯然,當(dāng)最小時(shí),同時(shí)取得最小值,所以,當(dāng)時(shí),且,所以.故選:B.13.D【分析】設(shè),根據(jù)條件得到,從而將問題轉(zhuǎn)化成與圓有交點(diǎn),再利用兩圓的位置關(guān)系即可求出結(jié)果.【詳解】設(shè),則由,得到,整理得到,又點(diǎn)在圓上,所以與圓有交點(diǎn),又的圓心為,半徑為,圓的圓心為,半徑為,所以,解得,故選:D.14.B【分析】利用扇形面積公式求出扇形所在圓半徑,設(shè),用的函數(shù)表示,再利用三角變換,結(jié)合基本不等式求解即得.【詳解】由扇形的面積為,得,解得,設(shè),在中,,連接OQ,則,在中,,,令,則,且,則,當(dāng)且僅當(dāng),即時(shí)取等號(hào),而,所以時(shí),取得最小值.故選:B【點(diǎn)睛】思路點(diǎn)睛:涉及圖形上的點(diǎn)變化引起的線段長度、圖形面積等問題,若點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)與某角的變化相關(guān),可以設(shè)此角為自變量,借助三角函數(shù)解決.15.A【分析】利用數(shù)形結(jié)合方法與轉(zhuǎn)換法,從而可求解.【詳解】因?yàn)椋栽O(shè),的方程為:,具體如下圖所示:連接,因?yàn)椋本€與相切,所以,,連接,因?yàn)闉榈闹悬c(diǎn),所以,設(shè),,則;當(dāng)點(diǎn)和點(diǎn)在軸同側(cè)時(shí)可得:,又因?yàn)椋裕?dāng)時(shí)有最大值,所以:的最大值為:;當(dāng)點(diǎn)和點(diǎn)在軸異側(cè)時(shí)可得:,又因?yàn)椋裕?dāng)時(shí)有最大值,所以:的最大值為:.綜上可知:則的最大值為:.故選:A.16.A【分析】先利用正弦定理化角為邊,再結(jié)合余弦定理可求得,再利用等面積法結(jié)合基本不等式即可得解.【詳解】因?yàn)椋?br/>所以,即,所以,又因,所以,由,得,所以,則,當(dāng)且僅當(dāng),即時(shí),取等號(hào),所以的最小值為.故選:A.17.B【分析】首先根據(jù)題意利用余弦定理得到,根據(jù)是邊BC的中點(diǎn)得到,從而得到,再利用基本不等式求解即可.【詳解】因?yàn)椋烧叶ɡ淼茫?br/>所以,,因?yàn)椋?因?yàn)槭沁匓C的中點(diǎn),所以,.因?yàn)椋裕?br/>所以,當(dāng)且僅當(dāng)時(shí),等號(hào)成立.所以,即面積最大為.故選:B18.D【分析】作出圖形,利用余弦定理結(jié)合基本不等式可求得這個(gè)矩形周長的最大值.【詳解】由題圖(2)得,圓形木板的直徑為.設(shè)截得的四邊形木板為,設(shè),,,,,,如下圖所示.由且可得,在中,由正弦定理得,解得.在中,由余弦定理,得,所以,,即,可得,當(dāng)且僅當(dāng)時(shí)等號(hào)成立.在中,,由余弦定理可得,即,即,當(dāng)且僅當(dāng)時(shí)等號(hào)成立,因此,這塊四邊形木板周長的最大值為.故選:D.19.D【分析】先由,再由,推出,,,再由向量的數(shù)量積的計(jì)算公式得到,結(jié)合基本不等式,即可求解結(jié)果.【詳解】因?yàn)檎拿骟w的棱長為,所以,同理可得,,又因?yàn)橐訟為球心且半徑為1的球面上有兩點(diǎn)M,N,,所以,由,則因?yàn)椋?br/>當(dāng)且僅當(dāng)取等號(hào),此時(shí),所以故的最小值為.故選:D20.BD【分析】以點(diǎn)為原點(diǎn)建立平面直角坐標(biāo)系,求出動(dòng)點(diǎn)的軌跡方程,再根據(jù)圓上得點(diǎn)到定點(diǎn)和定直線的距離的最值問題即可判斷AC;由即可判斷B;取最小值時(shí),取最大值,也即與圓相切時(shí),即可判斷D.【詳解】如圖,以點(diǎn)為原點(diǎn)建立平面直角坐標(biāo)系,則,設(shè),由,得,化簡得,故動(dòng)點(diǎn)的軌跡是一個(gè)以圓心為,半徑的圓不含原點(diǎn),A項(xiàng):,所以,故A錯(cuò)誤;B項(xiàng):,故B正確;C項(xiàng):直線,即,圓心到直線的距離為,則點(diǎn)到直線的距離的最小值為,所以面積的最小值為,故C錯(cuò)誤;D項(xiàng):由題意得為銳角,則取最小值時(shí),取最大值,也即與圓相切時(shí),此時(shí),故,故D正確.故選:BD. 【點(diǎn)睛】關(guān)鍵點(diǎn)點(diǎn)睛:以點(diǎn)為原點(diǎn)建立平面直角坐標(biāo)系,求出動(dòng)點(diǎn)的軌跡方程,是解決本題的關(guān)鍵.21.【分析】根據(jù)條件得到設(shè)結(jié)合三角函數(shù)輔助角公式求出的最大值即可.【詳解】為直徑為的球的三條兩兩垂直的弦,且設(shè)其中的最大值為.故答案為:.【點(diǎn)睛】本題考查多面體的外接球問題,考查了轉(zhuǎn)化思想,屬中檔題.22. 1 ##【分析】設(shè),,,運(yùn)用兩點(diǎn)的距離公式三角函數(shù)的性質(zhì)和兩直線垂直的條件,可得,的方程,解方程可得的坐標(biāo),運(yùn)用兩點(diǎn)的距離公式,化簡整理,運(yùn)用正弦函數(shù)的值域,即可得到所求最大值.【詳解】曲線是以為圓心,1為半徑的上半圓,可設(shè),,則(當(dāng)時(shí)取得最小值);設(shè),由等腰直角三角形,可得,即有即,①,即有,即為,②由①②解得,,或,(舍去).則,當(dāng),即,取得最大值.故答案為:1;.23.【分析】設(shè)直線與直線的交點(diǎn)為,線段的中點(diǎn)為,由條件確定點(diǎn)的軌跡,結(jié)合數(shù)量積的運(yùn)算求的取值范圍.【詳解】設(shè)直線與直線的交點(diǎn)為,因?yàn)镸是AB的中點(diǎn),,所以,故點(diǎn)在以為圓心,半徑為的圓上,設(shè)線段的中點(diǎn)為,,所以,故點(diǎn)在以為圓心,半徑為的圓上,因?yàn)椋?br/>所以,又,所以,所以的取值范圍是.故答案為:. 24.32【分析】由雙曲線的定義結(jié)合三角形兩邊之和大于第三邊的相關(guān)性質(zhì)得的最小值為,,結(jié)合基本不等式即可求得最值.【詳解】題意得,故,如圖所示,則,當(dāng)且僅當(dāng)M,,N三點(diǎn)共線時(shí)兩個(gè)等號(hào)同時(shí)成立,所以的最小值為,所以,即,當(dāng)且僅當(dāng)時(shí),等號(hào)成立,而到漸近線的距離,又,故,所以,即面積的最大值為32.故答案為:32.答案第1頁,共2頁答案第1頁,共2頁 展開更多...... 收起↑ 資源預(yù)覽 縮略圖、資源來源于二一教育資源庫