练习题集[57]基础练习

1、在直角三角形$ABC$中,斜边$AB=10$,$AC=6$,$P$是斜边$AB$上一点,$Q$是$BC$边上一点,且$\angle CPQ$为直角,则线段$CQ$长度的最小值是_______.

2、已知数列$\{a_n\}$的前$n$项和为$S_n$,且$a_1+a_2=2$,且满足$$S_n+S_{n+1}+S_{n+2}=3n^2+6n+5,$$则$S_{11}=$_______.

3、在平面直角坐标系$xOy$中,设二次函数$f(x)=x^2+2x+3m$的图象与两坐标轴有三个交点,经过这三个交点的圆记为$C$,则圆$C$经过定点的坐标为_______.

4、设对任意$a\leqslant -1$,$b\leqslant m$,均有$a\cdot 2^b-b-3a\geqslant 0$成立,则实数$m$的最大值_______.

5、已知$C,D$是以$AB$为直径的半圆上的两个动点,若$AB=2$,则$\overrightarrow{AD}\cdot \overrightarrow{BC}$的取值范围是_______.

6、已知$a,b,c\in\mathcal R$,则$\min\left\{a+\sqrt{b-c^2},b+\sqrt{c-a^2},c+\sqrt{a-b^2}\right\}$的最大值为_______.

7、已知椭圆$C:\dfrac{x^2}{a^2}+\dfrac{y^2}{b^2}=1$($a>b>0$)的左、右顶点分别为$A,B$,右焦点为$F$.$P$是椭圆$C$上不同于$A,B$的动点,直线$AP$交直线$x=a$于点$D$,求证:以$BD$为直径的圆恒与直线$PF$相切.


参考答案

1、$6$

2、$119$

提示    $S_{11}=(S_{11}-S_8)+(S_8-S_5)+(S_5-S_2)$.

3、$(0,1)$和$(-2,1)$

提示    由交点曲线系可得圆$C:x^2+2x-y+3m+y(y-3m)=0$.

4、$1$

提示    以$a$为主元思考.

5、$\left[-4,\dfrac 12\right]$

6、$\dfrac{1+\sqrt 2}2$

提示    设题中代数式为$m$,则\[\begin{split} 3m&\leqslant  \sum_{cyc}a+\sum_{cyc}\sqrt{b-c^2}\\ &\leqslant \sum_{cyc}a+\sqrt{3\left(\sum_{cyc}a-\sum_{cyc}a^2\right)}\\ &\leqslant \sum_{cyc}a+\sqrt{3\sum_{cyc}a-\left(\sum_{cyc}a\right)^2}.\end{split} \]考虑到$$x+\sqrt{3x-x^2}=x-\dfrac 32+\sqrt{\dfrac 94-\left(x-\dfrac 32\right)^2}+\dfrac 32\leqslant 2\cdot \sqrt{\dfrac 98}+\dfrac 32=3\cdot\dfrac{1+\sqrt 2}2,$$于是原式最大值为$\dfrac{1+\sqrt 2}2$,当$a=b=c=\dfrac{2+\sqrt 2}4$时取得.

7、设$BD$的中点$M(a,m)$,则$D(a,2m)$,进而可得$$AD:\dfrac xa=\dfrac ym-1,$$与椭圆方程联立可得$P\left(\dfrac{a(b^2-m^2)}{m^2+b^2},\dfrac{2mb^2}{m^2+b^2}\right)$.于是$$\dfrac{\overrightarrow{FM}\cdot \overrightarrow{FB}}{|\overrightarrow{FB}|}=\dfrac{(a-c,m)\cdot (a-c,0)}{|a-c|}=a-c,$$而\[\begin{split} \dfrac{\overrightarrow{FM}\cdot \overrightarrow{FP}}{|\overrightarrow{FP}|}&=\dfrac{(a-c,m)\cdot \left(\dfrac{a(b^2-m^2)}{m^2+b^2}-c,\dfrac{2mb^2}{m^2+b^2}\right)}{\left|\left(\dfrac{a(b^2-m^2)}{m^2+b^2}-c,\dfrac{2mb^2}{m^2+b^2}\right)\right|} \\ &=\dfrac{(a^2-c^2)\left[(a-c)^2+m^2\right]}{\sqrt{(a+c)^2\left[(a-c)^2-m^2\right]^2+4m^2(a+c)^2(a-c)^2}}\\ &=a-c,\end{split} \]从而$ \overrightarrow{FM}$与$ \overrightarrow{FB}$和$ \overrightarrow{FP}$的夹角相等,命题得证.

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