因为点A在x轴上方,所以A(1,4). 又F1(-1,0),所以直线AF1:y=2x+2.
由??y?2x?2,得?(x?1)2?y2?165x2?6x?11?0, 解得x?1或x??115. 将x??115代入y?2x?2,得 y??125, 因此B(?115,?125).又F:y?32(1,0),所以直线BF24(x?1). ??y?3(x?1)由??42?x2y2,得7x?6x?13?0,解得x??1或x?137. ??4?3?1又因为E是线段BF2与椭圆的交点,所以x??1.
将x??1代入y?34(x?1),得y??32.因此E(?1,?32). 解法二:
1)知,椭圆C:x24?y2由(3?1.如图,连结EF1.
因为BF2=2a,EF1+EF2=2a,所以EF1=EB, 从而∠BF1E=∠B.
因为F2A=F2B,所以∠A=∠B, 所以∠A=∠BF1E,从而EF1∥F2A.
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因为AF2⊥x轴,所以EF1⊥x轴.
?x??13?因为F1(-1,0),由?x2y2,得y??.
2?1??3?43. 2又因为E是线段BF2与椭圆的交点,所以y??因此E(?1,?).
3218.本小题主要考查三角函数的应用、解方程、直线与圆等基础知识,考查直观想象和数学建模及运用数学
知识分析和解决实际问题的能力.满分16分. 解:解法一:
(1)过A作AE?BD,垂足为E.
由已知条件得,四边形ACDE为矩形,DE?BE?AC?6, AE?CD?8.'
因为PB⊥AB,
所以cos?PBD?sin?ABE?84?. 105所以PB?BD12??15.
cos?PBD45因此道路PB的长为15(百米).
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(2)①若P在D处,由(1)可得E在圆上,则线段BE上的点(除B,E)到点O的距离均小于圆O的半径,所以P选在D处不满足规划要求.
②若Q在D处,连结AD,由(1)知AD?AE2?ED2?10,
AD2?AB2?BD27??0,所以∠BAD为锐角. 从而cos?BAD?2AD?AB25所以线段AD上存在点到点O的距离小于圆O的半径. 因此,Q选在D处也不满足规划要求. 综上,P和Q均不能选在D处. (3)先讨论点P的位置.
当∠OBP<90°时,线段PB上存在点到点O的距离小于圆O的半径,点P不符合规划要求;
当∠OBP≥90°时,对线段PB上任意一点F,OF≥OB,即线段PB上所有点到点O的距离均不小于圆O的半径,点P符合规划要求.
?AB,由(1)知,P1B=15, 设P1为l上一点,且PB1此时PD?PB?PB11sin?PBD11cos?EBA?15?3?9; 5?15. 当∠OBP>90°时,在△PPB中,PB?PB11由上可知,d≥15. 再讨论点Q的位置.
由(2)知,要使得QA≥15,点Q只有位于点C的右侧,才能符合规划要求.当QA=15时,
CQ?QA2?AC2?152?62?321.此时,线段QA上所有点到点O的距离均不小于圆O的半径.
综上,当PB⊥AB,点Q位于点C右侧,且CQ=321时,d最小,此时P,Q两点间的距离PQ=PD+CD+CQ=17+
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321. 因此,d最小时,P,Q两点间的距离为17+321(百米). 解法二:
(1)如图,过O作OH⊥l,垂足为H. 以O为坐标原点,直线OH为y轴,建立平面直角坐标系.
因为BD=12,AC=6,所以OH=9,直线l的方程为y=9,点A,B的纵坐标分别为3,?3. 因为AB为圆O的直径,AB=10,所以圆O的方程为x2
+y2
=25.
从而A(4,3),B(?4,?3),直线AB的斜率为
34. 因为PB⊥AB,所以直线PB的斜率为?43, 直线PB的方程为y??4253x?3. 所以P(?13,9),PB?(?13?4)2?(9?3)2?15.
因此道路PB的长为15(百米).
2)①若P在D处,取线段BD上一点E(?4,0),则EO=4<5,所以P选在D处不满足规划要求. ②若Q在D处,连结AD,由(1)知D(?4,9),又A(4,3),
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