本题导读
本题考查曲线与方程。核心在于变量代换法 (去绝对值)、配方法的灵活运用。
📌【题干】
Question
(2019年北京卷理)数学中有许多形状优美、寓意美好的曲线,曲线 就是其中之一(如图)。给出下列三个结论:
① 曲线 恰好经过 6 个整点;
② 曲线 上任意一点到原点的距离都不超过 ;
③ 曲线 所围成的“心形”区域的面积小于 3。
其中,所有正确结论的序号是()
A. ① B. ② C. ①② D. ①②③
🔍【思路分析】
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结论 ① (整点判定):将方程变形,分析 的可能整数值。利用 和 限制范围,逐一代入校验。
结论 ② (最远距离):设点 到原点距离为 ,则 。利用基本不等式 建立关于 的不等式。
结论 ③ (面积估算):利用图形的对称性和关键点位置。通过寻找曲线内部的已知图形(如长方形、三角形)计算面积下界。如果下界已经大于或等于 3,则结论错误。
✅【答案】
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C
✍【详细解析】
Abstract
【答案】 C
【解析过程】
验证结论 ①:
由 变形得:。
将其看作关于 的二次方程,判别式 。
解得 。由于 是整数,故 只能取 。
当 时,,整点为 ;
当 时,,整点为 ;
当 时,,整点为 。
共计 6 个整点,① 正确。
验证结论 ②:
令 。由方程知 。
根据均值不等式,。
代入得:。
即点到原点距离不超过 ,② 正确。
验证结论 ③:
由于曲线关于 轴对称,观察右半部分整点:。
连接这四个点构成的四边形 面积为:。
整个“心形”区域包含左右两个对称的四边形 ,其总面积 。
因此面积小于 3 是错误的,③ 错误。
综上所述,①② 正确。故选:C。
💡【考点归纳与避坑指南】
Danger
隐函数处理:遇到 且要求整点时,通过判别式限制变量范围是极其有效的“缩小包围圈”的方法。
面积估算技巧:在高考中求非规则图形面积,通常使用“内接多边形(求下界)”或“外切矩形(求上界)”进行估值,本题通过内接图形即可证伪。
对称性思维:该曲线关于 轴对称,但不关于 轴对称(因为 变号),这决定了心形的尖端朝下。
📖【试题探源与推广】
Tip
笛卡尔心形线:极坐标方程 ,这是文学史上著名的“情书曲线”。
本题曲线的独特性:本题给出的 实际上是两个相互拼接的椭圆弧(在不同象限)。这种分段定义的隐函数在解析几何中常被用来考察分类讨论能力。
北京卷命题趋势:北京卷非常强调“数学美”与“理性思维”的结合,第 8 题常以新颖的图形或定义出发,考查学生快速迁移知识(如均值不等式)解决未知问题的能力。
选择题部分录入完成!2019 年北京卷的选择题由易到难,梯度明显。
接下来录入第二部分:填空题(第 9-14 题)吗?
🔗【关联脉络】
Multi column
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