这八道题依照不止一种解法的几何问题编排。先在纸上写出答案,并附上一句话的方法理由,再打开解答。
题目
1. 证明三角形 P(−2, 1)、Q(1, 5)、R(5, 2) 在 Q 处是直角。
答案
PQ 的斜率 = (5 − 1) ÷ (1 + 2) = 4/3。QR 的斜率 = (2 − 5) ÷ (5 − 1) = −3/4。乘积是 −1,所以 PQ ⊥ QR。
理由:点以数字给出,题目讲的是垂直线,所以用斜率。
2. 选择坐标法或向量法,并写出理由:(a) 求经过两个已知点的直线的斜率。(b) 已知 OP = 2a + 4b、OQ = a + 2b,证明 O、P、Q 共线。
答案
(a) 坐标法,因为斜率直接由两点的坐标得出。(b) 向量法,因为数据是字母,OP = 2OQ,所以 O、P、Q 共线。
3. A(0, 1)、B(4, 0)、C(7, 4) 是平行四边形 ABCD 的三个顶点。求 D。
答案
平行四边形的两条对角线有共同的中点,所以 D = A + C − B = (0 + 7 − 4, 1 + 4 − 0) = (3, 5)。
检查:AC 的中点是 (3.5, 2.5),BD 的中点是 ((4 + 3) ÷ 2, (0 + 5) ÷ 2) = (3.5, 2.5)。
4. 求第 3 题中平行四边形 ABCD 的面积。
答案
按顺序的顶点:A(0, 1)、B(4, 0)、C(7, 4)、D(3, 5)。第一个总和:0 × 0 + 4 × 4 + 7 × 5 + 3 × 1 = 54。第二个总和:1 × 4 + 0 × 7 + 4 × 3 + 5 × 0 = 16。
面积 = ½ × |54 − 16| = 19 平方单位。检查:AB = (4, −1),AD = (3, 4),4 × 4 − (−1) × 3 = 19。
5. 线段 AB 的端点是 A(1, 3) 和 B(4, 9),在直线 y = 2x + 1 上。直线 2x + y = 11 和 x + y = 40,哪一条与线段相交?
答案
对 2x + y = 11:2x + 2x + 1 = 11,得 x = 2.5,y = 6。因为 1 ≤ 2.5 ≤ 4,这条直线与线段相交于 (2.5, 6)。
对 x + y = 40:3x + 1 = 40,得 x = 13,y = 27。因为 13 超出 1 ≤ x ≤ 4,这条直线不与线段相交。
6. 直线 y = x − 1 与曲线 y = x² − 4x + 5 相交。求离 y 轴较远的那个点。
答案
令两式相等:x² − 5x + 6 = 0,即 (x − 2)(x − 3) = 0,得 x = 2 或 3。交点是 (2, 1) 和 (3, 2)。
离 y 轴较远的是 (3, 2)。检查:曲线得 9 − 12 + 5 = 2,直线得 3 − 1 = 2。
7. A(−4, 1)、B(4, 5)。点 P 在 AB 上,AP : PB = 3 : 1。求 P,以及经过 P 且垂直于 AB 的直线方程。
答案
P = ((1 × (−4) + 3 × 4) ÷ 4, (1 × 1 + 3 × 5) ÷ 4) = (2, 4)。向量检查:A + ¾AB = (−4, 1) + ¾(8, 4) = (2, 4)。
AB 的斜率 = 4 ÷ 8 = 1/2,所以垂直线的斜率是 −2。直线是 y − 4 = −2(x − 2),即 y = −2x + 8。
8. 直线 y = 4x + k 与曲线 y = x² − 2x + 7 相切。求 k 和切点。
答案
令两式相等:x² − 6x + (7 − k) = 0。判别式:36 − 4(7 − k) = 0,所以 36 − 28 + 4k = 0,k = −2。
此时 x² − 6x + 9 = 0,x = 3,y = 9 − 6 + 7 = 10。用直线检查:12 − 2 = 10。切点是 (3, 10)。
做错了怎么办?
- 第 1 至 4 题和第 7 题:重读选择坐标法还是向量法。
- 第 5、6 题:读用限制条件检验交点。
- 第 8 题:读直线与曲线相切时求参数。
- 第 4 题的面积,复习坐标求面积。
用限时练习生成器和错题记录继续练习。想让老师检查你的理由,可以看线上一对一附加数学补习。