1.已知y x ,为正实数,且4142=++y x xy ,则y x +的最小值为.解法一:消元因为⎪⎭⎫⎝⎛∈+-=241,04241x x x y ,所以()8644944492449424241≥-+++=++-=+++-+=+-+=+x x x x x x x x x x y x 当且仅当5,3==y x 时,等号成立。
解法二:因式分解因为4142=++y x xy ,所以()()9424=++y x ,()()()()86242624=-++≥-+++=+y x y x y x 当且仅当5,3==y x 时,等号成立。
解法三:判别式法设0,>=+t t y x ,则x t y -=代入条件得,()()4142=-++-x t x x t x ,化简得,()041422=-+-+-t x t x ,方程有根的必要条件是0≥∆,()0016-12164-16222≥+=+-=∆t t t t 解得8≥t ,经检验,8=t 时,5,3==y x 可以取得。
2.若将函数()⎪⎭⎫⎝⎛+=32sin πx x f 的图象沿x 轴向右平移()0>ϕϕ个单位后所得的图象与()x f 的图象关于x 轴对称,则ϕ的最小值为.解法一:图象法实线是原函数()⎪⎭⎫⎝⎛+=32sin πx x f ,虚线是新图象,很明显,当实线向右至少平移半个周期2π即可.解法二:特殊值法由图可知,要使得新图象()⎪⎭⎫⎝⎛-+=ϕπ232sin x x g 与原图象()⎪⎭⎫ ⎝⎛+=32sin πx x f 关于x 轴对称,只要原图象的最高点对应新图象的最低点。
于是取原图象()⎪⎭⎫ ⎝⎛+=32sin πx x f 在12π=x 处取得1,此时-112=⎪⎭⎫⎝⎛πg ,即12cos 22sin 12-==⎪⎭⎫⎝⎛-=⎪⎭⎫⎝⎛ϕϕππg ,Z k k ∈+=,22ππϕ,Z k k ∈+=,2ππϕ,所以ϕ的最小正值为2π.解法三:函数对称关系若()()x g x f -=,则函数()x f 与()x g 关于x 轴对称.新图象()⎪⎭⎫ ⎝⎛-+=ϕπ232sin x x g 与原图象()⎪⎭⎫ ⎝⎛+=32sin πx x f 关于x 轴对称,所以⎪⎭⎫ ⎝⎛-+=⎪⎭⎫ ⎝⎛+ϕππ232sin -32sin x x ,即⎭⎬⎫⎩⎨⎧⎪⎭⎫ ⎝⎛+=⎪⎭⎫ ⎝⎛+32-2sin 32sin πϕπx x 只要Z k k ∈+=,22ππϕ即可,所以ϕ的最小值正值为2π.3.在ABC ∆中,BC =+,若ABC ∆的面积的最大值为2,则边BC 的长为.解法一:建系,研究动顶点A 的轨迹建立如图坐标系,设a BC =,()y x A a C a B ,,0,2,0,2⎪⎭⎫⎝⎛⎪⎭⎫ ⎝⎛-,=+,所以2226a y a x =+⎪⎭⎫ ⎝⎛-,即当顶点位于最远离x 轴位置时,此时高为a ,2212max ==a S ,所以2=a 。
解法二:构造向量=+=+=,又因为BC AE ,对应边的中线,则交点O 是ABC ∆的重心,a BC AE AO ===32,所以BC 边上的高a AO h =≤,2212max ==a S ,所以2=a 。
解法三:共线定理=+=,因为AC AB AM 3231+=,易得M 位于靠近C 的三等分点处,(如图),a ==,所以BC 边上的高a AM h =≤,2212max ==a S ,所以2=a。
4.已知点P 是抛物线y x 42=上动点,F 是抛物线的焦点,点A 的坐标为()1-0,,则PAPF的最小值为.解法一:函数思想设⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛4,200x x P ,如下图,根据抛物线定义1420+==x PH PF ,2202014⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛++=x x PA ,11411114114141414200220222020220220202+⎪⎪⎭⎫⎝⎛+=+⎪⎪⎭⎫⎝⎛+=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛++⎪⎪⎭⎫⎝⎛+=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+++=x x x x x x x x x x PAPF因为11400≥+x x ,所以22≥PA PF。
解法二:三角函数如图,作抛物线的准线且过点A ,过点P 作准线的垂线,垂足为H ,设θ=∠PAH ,θsin ==PAPHPA PF ,所以只要研究θ最小,点P 在抛物线上运动时,当AP 与抛物线在第一象限相切时。
设直线AP 方程:()01>-=k kx y 与抛物线y x 42=联立方程组得:0442=+-kx x ,当016162=-=∆k ,得1=k 。
此时︒=45θ,此时22sin ==θPAPF 5.一道很简单的小题目如图,在体积为V 的圆柱21O O 上的点O 为顶点,上下底面为底面的两个圆锥的体积分别为21,V V ,则VV V 21+的值是.解法一:一般法设圆柱的底面积为S ,高为h ,上下圆锥高分别为21h h ,,且h h h =+21,()31312121=+=+Shh h S V VV 解法二:特殊值法考虑结果是定值,与O 点位置,高无关,于是设圆柱的底面积为S ,高为2,取O 点为中点位置,于是两个圆锥的高分别为1,()312113121=⋅+=+S S V V V 解法三:极限法考虑结果是定值,与O 点位置无关,将O 取极限位置到1O ,此时01=V .变为等底等高的圆锥与圆柱的体积比,即为31。
6.【2019年全国I 卷12题】已知椭圆C 的焦点为()()0,1,0,121F F -,过2F 的直线与C 交于B A ,两点.若B F AF 222=,11BF AB =,则C 的方程为()A.1222=+y x B.12322=+y x C.13422=+y x D.14522=+y x 解法一:同角列式(以A ∠,B ∠皆可,因为这两个角没有被分掉,下面以A ∠为例)在21AF F ∆中,由余弦定理得:()()222222128422cos x x x x x A -=-+=,在AB F 1∆中,由余弦定理得:()()()3112332cos 2222=-+=x x x x A ,【此处求A cos ,可根据等腰三角形1BAF ,过B 作对边的高,垂足为H ,由三角函数可以直接得出31cos ==AB AH A 】由两式相等得23=x ,因为3242==x a ,得3=a 。
所以12322=+y x ,选B 。
解法二:分角列式(A BF 1∠被21F F 一分为二,且总角与两分角皆可表示)AM 是AB F 1∠在的角平分线,由角平分线定理,3:2::1==AB AF MB AM ,所以563521x x M F =⋅=,OM F Rt 1∆中,xx x x 6253636251sin ,65cos 22-=-==αα在21F AF ∆中,OA F Rt 1∆中,xx x x x x 214414411sin ,21cos 2222-=-=-==ββ()222212142536125cos x x x x -⋅--=+βα等腰三角形B AF 1∆中,过B 作对边的垂线,垂足为H ,易得31cos 1=∠A BF ,得23=x ,因为3242==x a ,得3=a 。
所以12322=+y x ,选B 。
解法三:互补角列式设β=∠12F BF ,在12F BF ∆中,由余弦定理得:xx x x x 22221494cos -=-+=β,在12F AF ∆中,由余弦定理得:()x x x x 218444-cos 22=-+=βπ,因为()0cos cos =-+βπβ,所以021212=+-xx x ,得23=x ,因为3242==x a ,得3=a 。
所以12322=+y x ,选B 。
解法四:向量法1因为2F 是AB 的三等分点,所以B F A F F F 11213231+=,两边平方得:B AF B F 12194∠++=,等腰三角形B AF 1∆中,过B 作对边的垂线,垂足为H ,易得31cos 1=∠A BF ,31384944222⋅++=x x x ,得23=x ,因为3242==x a ,得3=a 。
所以12322=+y x ,选B 。
解法五:向量法2因为2F 是AB 的三等分点,所以AB AF 322=,得⎪⎭⎫⎝⎛2b 23,B ,代入椭圆方程,1449222=+b b a ,得3=a ,所以12322=+y x ,选B 。
解法六:相似比过点B 作x 轴的垂线,垂足为M ,22BMF AOF ∆≈∆,1:2:22=B F AF ,所以2,212b BM M F ==,得⎪⎭⎫⎝⎛2b 23,B ,下同解法五。
7.已知动点P 在圆()16422=++y x C :上,()()0402-,,,B A ,那么=PBPA.解法一:轨迹法设()y x P ,且()0>=λλ,PB PA ,可得动点P 轨迹方程:01416148222222=--+-+-+λλλλx y x ,又因为动点P 在圆()16422=++y x C :上,即:0822=++x y x ,对照一次项与常数项可得0141622=--λλ,即21=λ。
解法二:函数法设()y x P ,,且满足()16422=++y x ,有x x y 822--=,那么()()()()21441-84824222222222=+-+=-----+=+-++=x x xx x x x x y x y x PBPA。
解法三:参数方程法设()θθsin 4,4cos 4-P ,那么()()()()21cos 6480cos 16-20sin 444cos 4sin 424cos 42222=-=+--++-=θθθθθθPBPA 。
解法四:特殊值法考虑结果是定值,与P 点坐标无关,取圆上特殊点()00,P ,4,2==PB PA ,21=PB PA .8.已知R ∈α,210cos 2sin =+αα,则=α2tan .解法一:定义法由三角函数定义知r y =αsin ,r x =αcos ,其中222y x r +=,则2102=+rx r y 。
两边平方得:()()222252y x x y +=+,化简得xy y x 3822-=-,于是432x y 1x y2tan 1tan 22tan 2222-=-=⎪⎭⎫⎝⎛-=-=y x xy ααα。
解法二:弦化切法因为210cos 2sin =+αα,所以25cos 4cos sin 4sin 22=++αααα,化简得23cos 3cos sin 42=+ααα则23cos sin cos 3cos sin 4222=++ααααα,弦化切得231tan 3tan 42=++αα,得3tan =α或31-,不论哪种情况,都有432tan -=α解法三:构造法由解法二得,231tan 3tan 42=++αα,得到3tan 3tan 82-=αα,仿照正切二倍角公式,构造如下()()αα2tan -13-tan 24=⋅,所以()43-tan -1tan 22=αα,即432tan -=α。