本题导读
本题考查几何证明选讲。核心在于比例线段法、逆矩阵公式法的灵活运用。
📌【题干】
Question
(2013年江苏卷) (选修 4-1:几何证明选讲) 如图, 和 分别与圆 相切于点 , 经过圆心 ,且 .求证:.
(选修 4-2:矩阵与变换) 已知矩阵 ,,求矩阵 . (选修 4-4:坐标系与参数方程) 在平面直角坐标系 中,直线 的参数方程为 ( 为参数),曲线 的参数方程为 ( 为参数).试求直线 和曲线 的普通方程,并求出它们的公共点的坐标. (选修 4-5:不等式选讲) 已知 ,求证:.
🔍【思路分析】
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利用切线性质:连接 ,则 ,且 。
利用切线长定理:由于 切圆于 , 过圆心,可知 是直角三角形的一条边。
证明相似:通过 为公共角及直角关系,证 。
比例代换:利用 (半径相等)建立线段比例关系。
求逆矩阵:利用公式 求出 。
矩阵乘法:计算 与 的乘积(注意左乘顺序)。
消参:直线 利用代入消元法;曲线 利用代换消元法。
联立方程:将直线方程代入曲线方程,解出交点坐标。
作差法:将不等式两边相减,构造式子 。
因式分解:通过分组分解,寻找含有 的项。
判定符号:利用 的条件判定分解后各因式的正负性。
✅【答案】
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(选修 4-1:几何证明选讲)求证 。(选修 4-2:矩阵与变换)。(选修 4-4:坐标系与参数方程)公共点坐标为 和 。(选修 4-5:不等式选讲)。证毕
✍【详细解析】
Abstract
证明:连接 。 因为 是圆 的切线,所以 。 在 和 中: (公共角) 所以 。 则有 。 已知 ,且 (均为半径), 所以 。 由 得 。证毕。
📌 B. [选修 4-2:矩阵与变换]
解:因为 是对角矩阵,其行列式 。 所以 。 则 。
📌 C. [选修 4-4:坐标系与参数方程]
解:由直线 的参数方程 得 , 代入得直线 的普通方程:,即 。 由曲线 的参数方程 , 由 得 , 代入 , 得曲线 的普通方程:。 联立方程组: 由第一式得 ,代入第二式得 。 解得 。 当 时,;当 时,。 故公共点坐标为 和 。
📌 D. [选修 4-5:不等式选讲]
证明:作差得 。 分组分解: 。 因为 , 所以 ,,。 从而 。 所以 。证毕。
💡【考点归纳与避坑指南】
Danger
核心考点:见详细解析
核心方法:见详细解析
避坑指南:注意审题与运算细节。
📖【试题探源与推广】
Tip
试题探源:见详细解析
结论推广:见详细解析。
方法推广:见详细解析
🔗【关联脉络】
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(选修 4-2:矩阵与变换)
已知矩阵