正确率19.999999999999996%已知向量$${{a}^{→}{,}{{b}^{→}}}$$满足:$$| \overrightarrow{a} |=2, \; \; < \overrightarrow{a}, \; \; \overrightarrow{b} >=6 0^{\circ}$$,且$$\overrightarrow{c}=-\frac{1} {2} \overrightarrow{a}+t \overrightarrow{b} ( t \in R ) \; \;,$$则$$| \overrightarrow{c} |+| \overrightarrow{c}-\overrightarrow{a} |$$的最小值为()
A
A.$${\sqrt {{1}{3}}}$$
B.$${{4}}$$
C.$${{2}{\sqrt {3}}}$$
D.$$\frac{9 \sqrt{3}} {4}$$
2、['直线中的对称问题']正确率40.0%将一张画有平面直角坐标系的图纸折叠一次,使得点$$A ( 0, \ 2 )$$与点$$B ( 4, \ 0 )$$重合,若此时点$$C ( 7, \ 3 )$$与点$$D ( m, \, n )$$也重合,则$${{m}{+}{n}}$$的值为()
A
A.$$\frac{3 4} {5}$$
B.$$\frac{3 3} {5}$$
C.$$\frac{3 2} {5}$$
D.$$\frac{3 1} {5}$$
3、['直线中的对称问题']正确率80.0%已知点$$M ( 1,-2 )$$、$$N ( m, 2 )$$,若$${{M}}$$、$${{N}}$$关于直线$$x+2 y-2=0$$对称,则实数$${{m}}$$的值是$${{(}{)}}$$
A.$${{3}}$$
B.$${{1}}$$
C.$${{−}{2}}$$
D.$${{−}{7}}$$
4、['直线中的对称问题', '截距的定义']正确率60.0%点$$A ~ ( 1, ~ 3 )$$关于直线$$y=k x+b$$对称的点是$$B ~ ( ~-2, ~ 1 )$$,则直线$$y=k x+b$$在$${{x}}$$轴上的截距是()
D
A.$$- \frac{3} {2}$$
B.$$\frac{5} {4}$$
C.$$- \frac{6} {5}$$
D.$$\frac{5} {6}$$
6、['直线中的对称问题', '两点间的距离']正确率40.0%设点$${{P}}$$为直线$${{l}}$$:$$x+y-4=0$$上的动点,点$$A (-2, ~ 0 ), ~ B ( 2, ~ 0 ),$$则$$| P A |+| P B |$$的最小值为()
A
A.$${{2}{\sqrt {{1}{0}}}}$$
B.$${\sqrt {{2}{6}}}$$
C.$${{2}{\sqrt {5}}}$$
D.$${\sqrt {{1}{0}}}$$
7、['直线中的对称问题', '两直线的交点坐标', '两条直线相交']正确率60.0%直线$$3 x-4 y+5=0$$关于直线$$x+y=0$$对称的直线方程为()
A
A.$$4 x-3 y+5=0$$
B.$$4 x-3 y-5=0$$
C.$$3 x+4 y-5=0$$
D.$$3 x+4 y+5=0$$
8、['直线中的对称问题']正确率60.0%点$$P ( a, \ b )$$关于直线$$\l\colon~ x+y+1=0$$对称的点仍在$${{l}}$$上,则$${{a}{+}{b}}$$等于()
A
A.$${-{1}}$$
B.$${{1}}$$
C.$${{2}}$$
D.$${{0}}$$
9、['直线中的对称问题']正确率40.0%唐代诗人李颀的诗《古从军行》开头两句说:“白日登山望烽火,黄昏饮马傍交河.”诗中隐含着一个有趣的数学问题--“将军饮马”问题,即将军在观望烽火之后从山脚下某处出发,先到河边饮马后再回军营,怎样走才能使总路程最短?在平面直角坐标系中,设军营所在区域为$$x^{2}+y^{2} \leqslant1$$,若将军从点$$A ( 4,-3 )$$处出发,河岸线所在直线方程为$$x+y=4$$,并假定将军只要到达军营所在区域即回到军营,则“将军饮马”的最短总路程为$${{(}{)}}$$
C
A.$${{8}}$$
B.$${{7}}$$
C.$${{6}}$$
D.$${{5}}$$
10、['直线中的对称问题']正确率80.0%点$$\left( 1, 1 \right)$$关于直线$${{l}}$$:$$x+y+2=0$$对称的点的坐标为$${{(}{)}}$$
D
A.$$(-1,-1 )$$
B.$$(-2,-2 )$$
C.$$( 0, 0 )$$
D.$$(-3,-3 )$$
1. 已知向量$$\overrightarrow{a}$$、$$\overrightarrow{b}$$满足:$$|\overrightarrow{a}|=2$$,$$\langle \overrightarrow{a}, \overrightarrow{b} \rangle=60^\circ$$,且$$\overrightarrow{c}=-\frac{1}{2}\overrightarrow{a}+t\overrightarrow{b} (t \in R)$$,则$$|\overrightarrow{c}|+|\overrightarrow{c}-\overrightarrow{a}|$$的最小值为( )。
设$$\overrightarrow{a}$$与$$\overrightarrow{b}$$夹角为60°,且$$|\overrightarrow{a}|=2$$,但$$|\overrightarrow{b}|$$未知。令$$|\overrightarrow{b}|=b$$,则$$\overrightarrow{a} \cdot \overrightarrow{b}=2 \cdot b \cdot \cos 60^\circ = b$$。
$$\overrightarrow{c}=-\frac{1}{2}\overrightarrow{a}+t\overrightarrow{b}$$,$$\overrightarrow{c}-\overrightarrow{a}=-\frac{3}{2}\overrightarrow{a}+t\overrightarrow{b}$$。
计算模平方:
$$|\overrightarrow{c}|^2 = \left(-\frac{1}{2}\overrightarrow{a}+t\overrightarrow{b}\right)^2 = \frac{1}{4}|\overrightarrow{a}|^2 - t \overrightarrow{a} \cdot \overrightarrow{b} + t^2 |\overrightarrow{b}|^2 = 1 - t b + t^2 b^2$$
$$|\overrightarrow{c}-\overrightarrow{a}|^2 = \left(-\frac{3}{2}\overrightarrow{a}+t\overrightarrow{b}\right)^2 = \frac{9}{4}|\overrightarrow{a}|^2 - 3t \overrightarrow{a} \cdot \overrightarrow{b} + t^2 |\overrightarrow{b}|^2 = 9 - 3t b + t^2 b^2$$
令$$f(t)=|\overrightarrow{c}|+|\overrightarrow{c}-\overrightarrow{a}|=\sqrt{1 - t b + t^2 b^2} + \sqrt{9 - 3t b + t^2 b^2}$$
注意到两项根号内二次项相同,可视为点$$(t b, t^2 b^2)$$到定点距离和,但更优方法是几何解释:$$\overrightarrow{c}$$在$$\overrightarrow{a}$$与$$\overrightarrow{b}$$张成平面中运动,$$|\overrightarrow{c}|+|\overrightarrow{c}-\overrightarrow{a}|$$表示动点C到原点O和点A的距离和,最小值即OA长度(当C在线段OA上时),但此处C受限于线性组合。实际上,当$$\overrightarrow{c}$$与$$\overrightarrow{a}$$共线时可能取极值。
尝试对t求导找最小值,但解析复杂。观察选项,猜测$$|\overrightarrow{b}|$$可能为1(题未给出,但可能隐含),则$$\overrightarrow{a} \cdot \overrightarrow{b}=1$$。
则$$|\overrightarrow{c}|^2=1 - t + t^2$$,$$|\overrightarrow{c}-\overrightarrow{a}|^2=9 - 3t + t^2$$。
$$f(t)=\sqrt{t^2 - t + 1} + \sqrt{t^2 - 3t + 9}$$
求导:$$f'(t)=\frac{2t-1}{2\sqrt{t^2-t+1}} + \frac{2t-3}{2\sqrt{t^2-3t+9}}$$
令f'(t)=0,解得t=1时,$$f'(1)=\frac{1}{2\sqrt{1}} + \frac{-1}{2\sqrt{7}} \neq 0$$;t=2时,$$f'(2)=\frac{3}{2\sqrt{3}} + \frac{1}{2\sqrt{7}} >0$$。实际上最小值在t使两项导数相反时。
更聪明方法:考虑$$|\overrightarrow{c}|+|\overrightarrow{c}-\overrightarrow{a}| \geq |\overrightarrow{a}|=2$$,但2小于选项,故需更大。实际上,当$$\overrightarrow{c}$$与$$\overrightarrow{a}$$垂直时可能最小?但计算繁琐。
重新审视:题中未指定$$|\overrightarrow{b}|$$,可能其值不影响最小值?实际上,通过缩放,可设$$|\overrightarrow{b}|=1$$(因为t可调),则$$\overrightarrow{a} \cdot \overrightarrow{b}=1$$。
则$$f(t)=\sqrt{t^2 - t + 1} + \sqrt{t^2 - 3t + 9}$$
求最小值:令导数=0,数值解得t≈1.5时,f≈√1.75 + √5.25≈1.32+2.29=3.61;t=2时,f=√3+√7≈1.73+2.65=4.38;t=1时,f=√1+√7≈1+2.65=3.65。最小值约3.61,但选项无。
可能我误解:题中“<60°”是夹角,但$$|\overrightarrow{b}|$$未给出,或许需用几何意义:$$\overrightarrow{c}$$是过点$$-\frac{1}{2}\overrightarrow{a}$$沿$$\overrightarrow{b}$$方向的直线,$$|\overrightarrow{c}|+|\overrightarrow{c}-\overrightarrow{a}|$$是点C到O和A的距离和,最小值即A到直线距离?但O和A在直线同侧?
实际上,O(0,0), A(2,0)(设$$\overrightarrow{a}$$沿x轴),$$\overrightarrow{b}$$与x轴60°,$$|\overrightarrow{b}|$$未知。点C:$$(-\frac{1}{2}\cdot2,0)+t(b\cos60^\circ, b\sin60^\circ)=(-1,0)+t(\frac{b}{2}, \frac{b\sqrt{3}}{2})$$。
则$$|\overrightarrow{c}|$$是C到O距离,$$|\overrightarrow{c}-\overrightarrow{a}|$$是C到A(2,0)距离。
$$f(t)=|CO|+|CA|$$,最小值即当C在线段OA上时,为OA=2,但C在直线上,该直线不一定过线段OA。
直线参数方程:x=-1 + \frac{b}{2} t, y=0 + \frac{b\sqrt{3}}{2} t。
点O(0,0), A(2,0)。
求f(t)最小,即直线上点到两定点距离和最小,作O关于直线对称点O',则最小值=|O'A|。
但计算复杂,且b未定。
或许题中隐含$$|\overrightarrow{b}|=1$$,则直线:x=-1+\frac{1}{2}t, y=\frac{\sqrt{3}}{2}t。
O(0,0), A(2,0)。
求O关于直线对称点O':直线斜率k=\frac{\sqrt{3}/2}{1/2}=\sqrt{3},过点(-1,0)。
方程:y-0=\sqrt{3}(x+1),即y=\sqrt{3}x+\sqrt{3}。
O到直线距离d=\frac{|0-0+\sqrt{3}|}{\sqrt{1+3}}=\frac{\sqrt{3}}{2}。
O'坐标:过O垂线: y=-\frac{1}{\sqrt{3}}x,与直线交点P:解-\frac{1}{\sqrt{3}}x=\sqrt{3}x+\sqrt{3},得x=-\frac{3}{4}, y=\frac{\sqrt{3}}{4}。
则O'=2P-O=(-1.5, \frac{\sqrt{3}}{2})。
则|O'A|=\sqrt{(2+1.5)^2+(0-\frac{\sqrt{3}}{2})^2}=\sqrt{3.5^2+0.866^2}=\sqrt{12.25+0.75}=\sqrt{13}。
故最小值$$\sqrt{13}$$,选A。
因此,答案为A。
2. 将一张画有平面直角坐标系的图纸折叠一次,使得点A(0,2)与点B(4,0)重合,若此时点C(7,3)与点D(m,n)也重合,则m+n的值为( )。
折叠即反射变换,反射轴为AB的中垂线。
AB中点M(2,1),AB斜率k_{AB}=\frac{0-2}{4-0}=-\frac{1}{2},故中垂线斜率k=2(负倒数)。
中垂线方程:过M(2,1),y-1=2(x-2),即y=2x-3。
点C(7,3)关于直线y=2x-3的对称点即为D(m,n)。
求对称点:设D(m,n),则CD中点在直线上,且CD与直线垂直。
中点坐标(\frac{7+m}{2}, \frac{3+n}{2})在y=2x-3上:\frac{3+n}{2}=2\cdot\frac{7+m}{2}-3,即3+n=2(7+m)-6,n=14+2m-6-3=2m+5。
CD斜率k_{CD}=\frac{n-3}{m-7},与直线斜率2垂直,故\frac{n-3}{m-7}=-\frac{1}{2}。
代入n=2m+5:\frac{2m+5-3}{m-7}=-\frac{1}{2},即\frac{2m+2}{m-7}=-\frac{1}{2}。
交叉相乘:2(2m+2)=-(m-7),4m+4=-m+7,5m=3,m=3/5。
则n=2*(3/5)+5=6/5+25/5=31/5。
故m+n=3/5+31/5=34/5,选A。
3. 已知点M(1,-2)、N(m,2),若M、N关于直线x+2y-2=0对称,则实数m的值是( )。
对称即MN中点在直线上,且MN与直线垂直。
中点坐标(\frac{1+m}{2}, \frac{-2+2}{2})=(\frac{1+m}{2}, 0)。
代入直线:\frac{1+m}{2}+2*0-2=0,即\frac{1+m}{2}=2,1+m=4,m=3。
验证垂直:直线斜率k=-1/2,MN斜率k_{MN}=\frac{2-(-2)}{m-1}=\frac{4}{3-1}=2,而2*(-1/2)=-1,确垂直。
故m=3,选A。
4. 点A(1,3)关于直线y=kx+b对称的点是B(-2,1),则直线y=kx+b在x轴上的截距是( )。
对称轴为AB的中垂线。
AB中点M(\frac{1-2}{2}, \frac{3+1}{2})=(-0.5, 2)。
AB斜率k_{AB}=\frac{1-3}{-2-1}=\frac{-2}{-3}=\frac{2}{3},故对称轴斜率k=-3/2(负倒数)。
故直线为y-2=-\frac{3}{2}(x+0.5),即y-2=-\frac{3}{2}x -0.75,y=-\frac{3}{2}x+1.25。
在x轴上截距:令y=0,0=-\frac{3}{2}x+1.25,\frac{3}{2}x=1.25,x=1.25*\frac{2}{3}=\frac{2.5}{3}=\frac{5}{6}。
故截距为5/6,选D。
6. 设点P为直线l:x+y-4=0上的动点,点A(-2,0)、B(2,0),则|PA|+|PB|的最小值为( )。
即求直线l上点P,使到A、B距离和最小。
作A关于直线l的对称点A',则最小值=|A'B|。
直线l:x+y-4=0。
A(-2,0),求其对称点A'(a,b):AA'中点在l上,且AA'与l垂直。
l斜率k=-1,故AA'斜率=1(负倒数)。
AA'方程:过A,y-0=1*(x+2),即y=x+2。
与l交点:解x+y-4=0代入y=x+2:x+x+2-4=0,2x-2=0,x=1,y=3。
故中点M(1,3),则A'=2M-A=(2-(-2),6-0)=(4,6)。
则|A'B|=\sqrt{(4-2)^2+(6-0)^2}=\sqrt{4+36}=\sqrt{40}=2\sqrt{10}。
故最小值2√10,选A。
7. 直线3x-4y+5=0关于直线x+y=0对称的直线方程为( )。
关于x+y=0对称,即互换x,y并取反。
将原方程中x换为-y,y换为-x:3(-y)-4(-x)+5=0,即-3y+4x+5=0,整理得4x-3y+5=0。
故答案为A。
8. 点P(a,b)关于直线l: x+y+1=0对称的点仍在l上,则a+b等于( )。
对称点Q在l上,且P也在l上(因为对称点仍在l上,则P必在l上)。
故P(a,b)满足l方程:a+b+1=0,即a+b=-1。
选A。
9. 军营区域x^2+y^2≤1,将军从A(4,-3)出发,河岸线x+y=4,到达军营区域即可,求最短总路程。
先求A关于河岸线的对称点A',则将军从A到河岸线再到军营的最短路径=从A'到军营的最短路径。
河岸线x+y=4。
A(4,-3),求对称点A'(a,b):AA'中点在线上,且垂直。
线斜率k=-1,故AA'斜率=1。
AA'方程:y+3=1*(x-4),即y=x-7。
与河岸线交点:解x+y=4代入y=x-7:x+x-7=4,2x=11,x=5.5,y=-1.5。
中点M(5.5,-1.5),则A'=2M-A=(11-4, -3+3)=(7,0)。
则最短路径=从A'到军营区域的最短距离-1(因为区域内部,到达边界即可)。
A'(7,0)到圆心O(0,0)距离=7,军营半径1,故最短距离=7-1=6。
故最短总路程6,选C。
10. 点(1,1)关于直线l:x+y+2=0对称的点的坐标为( )。
设对称点(a,b),则中点在l上,且连线垂直l。
中点(\frac{1+a}{2}, \frac{1+b}{2})在l上:\frac{1+a}{2}+\frac{1+b}{2}+2=0,即1+a+1+b+4=0,a+b=-6。
连线斜率k=\frac{b-1}{a-1},l斜率k=-1,故垂直:\frac{b-1}{a-1}=1(负倒数),即b-1=a-1,a=b。
代入a+b=-6:2a=-6,a=-3,b=-3。
故对称点(-3,-3),选D。