Karinoya 学习室

高中 · 高中数学 定期考试实验室

图形与方程

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第1题 | 内分点

把连接两点 A(1,2), B(7,5) 的线段 AB 按 2:1 内分的点的坐标是哪一个。

  1. (4, 7/2)
  2. (13, 8)
  3. (5, 4)
  4. (3, 3)
正确答案C. (5, 4)

用内分点公式得 x=(1·1+2·7)/3=5, y=(1·2+2·5)/3=4,即 (5,4)。(3,3) 是把比弄成 1:2 的错误,(13,8) 是算成外分点的错误,(4,7/2) 是中点。

第2题 | 两点间的距离

两点 A(−1,3), B(2,−1) 之间的距离是哪一个。

  1. √7
  2. √5
  3. 25
  4. 5
正确答案D. 5

AB=√((2−(−1))²+(−1−3)²)=√(9+16)=√25=5。√7 是没有把差平方、直接对 3+4 开方的错误,25 是最后忘了开方的错误。要先分别把差平方再相加。

第3题 | 直线的方程

经过点 (2,−1) 且斜率为 3 的直线的方程是哪一个。

  1. y = 3x−5
  2. y = 3x−7
  3. y = 3x+1
  4. y = 3x+7
正确答案B. y = 3x−7

由 y−(−1)=3(x−2) 得 y+1=3x−6,即 y=3x−7。y = 3x−5 是写成 y−1=3(x−2)、符号出错的结果。代入 x=2 检查 y 是否为 −1,就能避免这个错误。

第4题 | 过两点的直线

经过两点 (1,2), (3,8) 的直线的方程是哪一个。

  1. y = 6x−4
  2. y = 3x+1
  3. y = (1/3)x+5/3
  4. y = 3x−1
正确答案D. y = 3x−1

斜率=(8−2)/(3−1)=3。由 y−2=3(x−1) 得 y=3x−1。也可以验证 x=3 时 y=8。(1/3)x+5/3 是把斜率的分子分母弄反的错误,y = 3x+1 是截距的符号错误。

第5题 | 平行的直线

经过点 (3,−1) 且与直线 2x+3y+1=0 平行的直线是哪一个。

  1. 2x+3y+3=0
  2. 2x−3y−9=0
  3. 3x−2y−11=0
  4. 2x+3y−3=0
正确答案D. 2x+3y−3=0

平行时 x, y 的系数保持不变,可设为 2x+3y+c=0。代入 (3,−1) 得 6−3+c=0,c=−3,所以是 2x+3y−3=0。3x−2y−11=0 是求成垂直直线的错误。

第6题 | 垂直的直线

经过点 (4,1) 且与直线 y=2x+3 垂直的直线是哪一个。

  1. y = −(1/2)x+3
  2. y = (1/2)x−1
  3. y = 2x−7
  4. y = −2x+9
正确答案A. y = −(1/2)x+3

垂直的条件是斜率之积为 −1,所以所求斜率是 −1/2。由 y−1=−(1/2)(x−4) 得 y=−(1/2)x+3。y = −2x+9 是只改符号的错误,y = (1/2)x−1 是只取倒数的错误。

第7题 | 点到直线的距离

点 (1,2) 到直线 3x+4y−1=0 的距离是哪一个。

  1. 12/5
  2. 10
  3. 2
  4. 2/5
正确答案C. 2

d=|3·1+4·2−1|/√(3²+4²)=|10|/5=2。10 是忘了除以 √(a²+b²)=5 的错误,12/5 是把 −1 当成 +1 代入的错误。

第8题 | 外分点

把连接两点 A(2,1), B(5,7) 的线段 AB 按 3:1 外分的点的坐标是哪一个。

  1. (1/2, −2)
  2. (17/4, 11/2)
  3. (13/2, 10)
  4. (7/2, 4)
正确答案C. (13/2, 10)

外分点是 ((−1·2+3·5)/(3−1), (−1·1+3·7)/(3−1)) = (13/2, 10)。(17/4, 11/2) 是求成 3:1 的内分点的错误,(1/2, −2) 是按 1:3 外分的错误。要确认是内分还是外分,以及比的先后顺序。

第9题 | 三角形的重心

以三点 A(2,3), B(−1,4), C(5,−1) 为顶点的三角形的重心坐标是哪一个。

  1. (6, 6)
  2. (2, 2)
  3. (3, 3)
  4. (2, 3)
正确答案B. (2, 2)

重心是三个顶点坐标的平均:((2−1+5)/3, (3+4−1)/3) = (6/3, 6/3) = (2,2)。(6,6) 是忘了除以 3、直接答和的错误,(3,3) 是除以 2 而不是 3 的错误,(2,3) 是直接答顶点 A 的坐标的错误。

第10题 | 平行线间的距离

两条平行直线 3x−4y+2=0 与 3x−4y−8=0 之间的距离是哪一个。

  1. 10
  2. 5/2
  3. 6/5
  4. 2
正确答案D. 2

两条平行直线 ax+by+c₁=0, ax+by+c₂=0 之间的距离是 |c₁−c₂|/√(a²+b²)。所以 |2−(−8)|/√(3²+(−4)²) = 10/5 = 2。也可以取其中一条直线上的点,例如 (−2/3, 0),到另一条 3x−4y−8=0 的距离 |−2−8|/5 = 2,结果相同。10 是忘了除以 √(a²+b²)=5 的错误,6/5 是算成 |2+(−8)|、符号出错的结果。

第11题 | 圆的方程

圆心为 (2,−3)、半径为 4 的圆的方程是哪一个。

  1. (x+2)²+(y+3)²=16
  2. (x−2)²+(y+3)²=16
  3. (x+2)²+(y−3)²=16
  4. (x−2)²+(y+3)²=4
正确答案B. (x−2)²+(y+3)²=16

把 a=2, b=−3, r=4 代入标准式 (x−a)²+(y−b)²=r²,得 (x−2)²+(y+3)²=16。括号内的符号与圆心坐标相反。右边写成 =4 是把半径直接放到右边(没有取 r²)的错误。

第12题 | 一般式的圆

圆 x²+y²+2x−8y+8=0 的圆心与半径是哪一个。

  1. 圆心 (−1,4)、半径 √8
  2. 圆心 (1,−4)、半径 3
  3. 圆心 (−1,4)、半径 9
  4. 圆心 (−1,4)、半径 3
正确答案D. 圆心 (−1,4)、半径 3

配方得 (x+1)²+(y−4)² = −8+1+16 = 9。所以圆心 (−1,4)、半径 √9=3。圆心 (1,−4) 是符号读错,半径 9 是把 r² 当成半径的错误,√8 是把常数项 8 直接当作 r² 的错误。

第13题 | 以直径确定圆

以两点 A(−1,2), B(3,4) 为直径两端的圆的方程是哪一个。

  1. (x+1)²+(y+3)²=5
  2. (x−1)²+(y−3)²=5
  3. (x−1)²+(y−3)²=√5
  4. (x−1)²+(y−3)²=20
正确答案B. (x−1)²+(y−3)²=5

圆心是 AB 的中点 (1,3)。半径是圆心到 A 的距离 √((1−(−1))²+(3−2)²)=√5,所以 r²=5。于是 (x−1)²+(y−3)²=5。=20 是把直径 AB 的平方(AB²=20)放到右边的错误,=√5 是没有取 r² 的错误。

第14题 | 圆与直线的关系

关于圆 x²+y²=5 与直线 y=2x+5 的位置关系,正确的是哪一个。

  1. 相交于两个不同的点
  2. 没有公共点
  3. 经过圆心
  4. 相切
正确答案D. 相切

把直线写成 2x−y+5=0,圆心 (0,0) 到它的距离 d=|5|/√(4+1)=5/√5=√5。它与半径 r=√5 相等,所以相切。要点是比较 d 与 r(都是一次的量)。也可以联立后验证判别式 D=0。

第15题 | 公共点的个数

圆 x²+y²=4 与直线 x+y=3 的公共点有多少个。

  1. 0个
  2. 3个
  3. 1个
  4. 2个
正确答案A. 0个

圆心 (0,0) 到 x+y−3=0 的距离 d=|−3|/√2=3/√2≈2.12。半径 r=2,因为 d>r,所以没有公共点(0 个)。把 d 误算成 3(忘了除以 √2)虽然结论相同,但仍应养成正确算出 d=3/√2 再比较的习惯。

第16题 | 圆的切线

圆 x²+y²=25 上的点 (3,4) 处的切线方程是哪一个。

  1. 3x−4y=25
  2. 3x+4y=25
  3. 4x+3y=25
  4. 3x+4y=5
正确答案B. 3x+4y=25

圆 x²+y²=r² 上的点 (x₁,y₁) 处的切线是 x₁x+y₁y=r²,所以是 3x+4y=25。4x+3y=25 是把 x₁ 与 y₁ 弄反的错误,3x+4y=5 是右边仍写成 r 的错误。

第17题 | 从圆外作切线

从点 (3,1) 向圆 x²+y²=2 所作的切线之一是哪一个。

  1. y = x+2
  2. y = −x−2
  3. y = x−4
  4. y = x−2
正确答案D. y = x−2

设切线为 y=m(x−3)+1,令圆心 (0,0) 到它的距离等于 √2,得 |1−3m|/√(m²+1)=√2。两边平方得 7m²−6m−1=0,m=1, −1/7。m=1 时为 y=x−2。y = x+2 虽然是该圆的切线,但不经过点 (3,1)(3+2=5≠1),所以不对。

第18题 | 相切的条件

圆 (x−1)²+(y−2)²=r² 与直线 3x+4y+9=0 相切时,半径 r 的值是哪一个。

  1. 2/5
  2. 4
  3. 20
  4. 5
正确答案B. 4

相切的条件是圆心到直线的距离等于半径。d=|3·1+4·2+9|/√(3²+4²)=|20|/5=4,所以 r=4。20 是忘了除以 5 的错误,2/5 是把 +9 当成 −9 代入的错误。

第19题 | 弦长

圆 x²+y²=25 被直线 x=3 截得的弦长是哪一个。

  1. 16
  2. 4
  3. 10
  4. 8
正确答案D. 8

圆心 (0,0) 到直线 x=3 的距离是 d=3。弦长 = 2√(r²−d²) = 2√(25−9) = 2×4 = 8。4 是只算了一半(单侧)的错误,10 是与直径混淆的错误。

第20题 | 相交的条件

圆 x²+y²=4 与直线 y=x+k 相交于两个不同的点时,常数 k 的取值范围是哪一个。

  1. −2√2 < k < 2√2
  2. k < 2√2
  3. −2√2 ≦ k ≦ 2√2
  4. −2 < k < 2
正确答案A. −2√2 < k < 2√2

只要圆心 (0,0) 到 x−y+k=0 的距离 d=|k|/√2 小于半径 2 即可。由 |k|<2√2 得 −2√2<k<2√2。−2<k<2 是忘了乘 √2 的错误;若含等号,就会把相切(只有 1 个公共点)的情形也算进去。

第21题 | 等距离的轨迹

与两点 A(−2,0), B(4,0) 距离相等的点的轨迹是哪一个。

  1. 直线 y=1
  2. 直线 x=3
  3. 直线 x=2
  4. 直线 x=1
正确答案D. 直线 x=1

设点为 P(x,y),由 AP²=BP² 得 (x+2)²+y²=(x−4)²+y²。整理得 12x=12,即 x=1。它是线段 AB 的垂直平分线,经过中点 (1,0)。可以验证它与中点的横坐标 (−2+4)/2=1 一致。

第22题 | 距离之比的轨迹

对两点 A(0,0), B(3,0),满足 AP:PB=2:1 的点 P 的轨迹是哪一个。

  1. 圆心 (4,0)、半径 2 的圆
  2. 圆心 (4,0)、半径 4 的圆
  3. 直线 x=2
  4. 圆心 (2,0)、半径 2 的圆
正确答案A. 圆心 (4,0)、半径 2 的圆

由 AP²=4PB² 得 x²+y²=4{(x−3)²+y²}。整理得 x²+y²−8x+12=0,即 (x−4)²+y²=4。这是圆心 (4,0)、半径 2 的阿波罗尼斯圆。比不是 1:1 时轨迹不是直线而是圆。

第23题 | 随动点的轨迹

点 Q 在圆 x²+y²=9 上移动时,连接点 A(6,0) 与 Q 的线段 AQ 的中点 P 的轨迹是哪一个。

  1. 圆心 (6,0)、半径 3/2 的圆
  2. 圆心 (3,0)、半径 3 的圆
  3. 圆心 (3,0)、半径 3/2 的圆
  4. 圆心 (3,0)、半径 9/4 的圆
正确答案C. 圆心 (3,0)、半径 3/2 的圆

设 P(x,y)、Q(s,t),由 x=(s+6)/2, y=t/2 得 s=2x−6, t=2y。代入 s²+t²=9 得 (2x−6)²+4y²=9,即 (x−3)²+y²=9/4。所以是圆心 (3,0)、半径 3/2 的圆。半径 9/4 是把 r² 读成半径的错误,半径 3 是忘了乘 1/2 的错误。

第24题 | 不等式的区域

不等式 y > 2x+1 所表示的区域是哪一个。

  1. 直线 y=2x+1 的下方(不含边界)
  2. 直线 y=2x+1 的上方(不含边界)
  3. 直线 y=2x+1 的上方(含边界)
  4. 直线 y=2x+1 的下方(含边界)
正确答案B. 直线 y=2x+1 的上方(不含边界)

y > f(x) 表示曲线或直线的上方。因为不带等号,所以不含作为边界的直线。例如点 (0,3) 满足 3>1,它位于直线上方,据此也可以确认。

第25题 | 圆的内外

不等式 x²+y² ≦ 9 所表示的区域是哪一个。

  1. 只有圆 x²+y²=9 的内部
  2. 圆 x²+y²=9 的内部与圆周
  3. 圆 x²+y²=9 的外部与圆周
  4. 只有圆 x²+y²=9 的外部
正确答案B. 圆 x²+y²=9 的内部与圆周

x²+y² ≦ r² 表示圆的内部,且带等号,所以也包含圆周(圆本身)。代入原点得 0≦9 成立,可知含原点的一侧即内部。

第26题 | 区域与点

包含在区域 y ≦ 3x−4 中的点是哪一个。

  1. (0, 3)
  2. (1, 0)
  3. (0, 0)
  4. (2, 1)
正确答案D. (2, 1)

把各点代入检验。(2,1):1≦3·2−4=2,成立。(0,0):0≦−4 不成立;(1,0):0≦−1 不成立;(0,3):3≦−4 不成立。代入点来判断,是任何区域问题都能用的可靠方法。

第27题 | 区域的面积

不等式组 x≧0, y≧0, x+y≦4 所表示的区域的面积是哪一个。

  1. 8
  2. 16
  3. 4
  4. 12
正确答案A. 8

该区域是以 (0,0), (4,0), (0,4) 为顶点的直角三角形。面积 = 4×4÷2 = 8。16 是误当成边长为4的正方形的错误(忘了 ÷2)。先把三个不等式的公共部分画出来再计算。

第28题 | 区域上的最大值

当 x≧0, y≧0, x+2y≦6, 2x+y≦6 时,x+y 的最大值是哪一个。

  1. 5
  2. 4
  3. 3
  4. 6
正确答案B. 4

该区域是以 (0,0), (3,0), (2,2), (0,3) 为顶点的四边形。把直线 x+y=k 平行移动,k 取最大值是在经过顶点 (2,2) 时,此时 k=4。3 是 (3,0) 或 (0,3) 处的值,6 是直接照抄约束式右边的错误。

第29题 | 圆的区域上的最大值

当 x²+y² ≦ 25 时,3x+4y 的最大值是哪一个。

  1. 25
  2. 7
  3. 15
  4. 35
正确答案A. 25

设 3x+4y=k,它是一条直线。只要原点到该直线的距离不超过半径 5 即可,由 |k|/√(3²+4²) ≦ 5 得 |k| ≦ 25。最大值是 25(在切点 (3,4) 处取到)。35 是按 5×(3+4) 计算的错误,15 是点 (5,0) 处的值,7 是系数之和。

第30题 | 圆周上的最大值

点 (x,y) 在圆 x²+y²=4 上移动时,x+y 的最大值是哪一个。

  1. 2
  2. 2√2
  3. 4
  4. √2
正确答案B. 2√2

设 x+y=k,直线 x+y−k=0 与圆有公共点的条件是 |−k|/√2 ≦ 2,即 |k| ≦ 2√2。最大值是 2√2(在切点 (√2,√2) 处取到)。2 是直接用了半径,4 是误以为 x, y 可以各自独立取到最大值 2(在圆上不可能同时有 x=y=2)。

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