(2016•江苏)在平面直角坐标系xOy中,已知直线l的参…——2016 高考数学第 23 题答案解析

2016_江苏 Paper

2016 Jiangsu Question 23 Free-response Differentiating
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23.(2016•江苏)在平面直角坐标系xOy中,已知直线l的参数方程为 $\left\{ \begin{array} { l l } { \displaystyle \mathbf { x } = 1 + \frac { 1 } { 2 } \mathbf { t } } \\ { \displaystyle \mathbf { y } = \frac { \sqrt { 3 } } { 2 } \mathbf { t } } \end{array} \right.$ (t为参数),椭圆C的参数方程为 $\scriptstyle { \left\{ \begin{array} { l l } { \mathbf { x } = \cos { \boldsymbol { \Theta } } } \\ { \mathbf { y } = 2 \sin { \boldsymbol { \Theta } } } \end{array} \right. }$ (θ为参数),设直线l与椭圆C相交于A,B两点,求线段AB的长

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将直线 $l$ 的参数方程 $\begin{cases} x = 1 + \frac{1}{2}t \\ y = \frac{\sqrt{3}}{2}t \end{cases}$ 消去参数 $t$。
由第二个方程得 $t = \frac{2y}{\sqrt{3}}$,代入第一个方程:
$x = 1 + \frac{1}{2} \cdot \frac{2y}{\sqrt{3}} = 1 + \frac{y}{\sqrt{3}}$
整理得直线 $l$ 的普通方程为:
$\sqrt{3}x - y - \sqrt{3} = 0$

将椭圆 $C$ 的参数方程 $\begin{cases} x = \cos\theta \\ y = 2\sin\theta \end{cases}$ 消去参数 $\theta$。
由 $\cos\theta = x$,$\sin\theta = \frac{y}{2}$,利用 $\cos^2\theta + \sin^2\theta = 1$,得椭圆 $C$ 的普通方程为:
$x^2 + \frac{y^2}{4} = 1$

联立直线与椭圆方程:
$\begin{cases} \sqrt{3}x - y - \sqrt{3} = 0 \\ x^2 + \frac{y^2}{4} = 1 \end{cases}$

由直线方程得 $y = \sqrt{3}(x-1)$,代入椭圆方程:
$x^2 + \frac{[\sqrt{3}(x-1)]^2}{4} = 1$
$x^2 + \frac{3(x^2 - 2x + 1)}{4} = 1$
两边同乘 4:
$4x^2 + 3x^2 - 6x + 3 = 4$
$7x^2 - 6x - 1 = 0$
$(7x + 1)(x - 1) = 0$

解得 $x_1 = 1$ 或 $x_2 = -\frac{1}{7}$。

当 $x_1 = 1$ 时,$y_1 = \sqrt{3}(1-1) = 0$,即交点 $A(1, 0)$。
当 $x_2 = -\frac{1}{7}$ 时,$y_2 = \sqrt{3}(-\frac{1}{7}-1) = \sqrt{3}(-\frac{8}{7}) = -\frac{8\sqrt{3}}{7}$,即交点 $B(-\frac{1}{7}, -\frac{8\sqrt{3}}{7})$。

计算线段 $AB$ 的长度:
$|AB| = \sqrt{(x_1 - x_2)^2 + (y_1 - y_2)^2}$
$= \sqrt{(1 - (-\frac{1}{7}))^2 + (0 - (-\frac{8\sqrt{3}}{7}))^2}$
$= \sqrt{(\frac{8}{7})^2 + (\frac{8\sqrt{3}}{7})^2}$
$= \sqrt{\frac{64}{49} + \frac{64 \times 3}{49}}$
$= \sqrt{\frac{64 + 192}{49}}$
$= \sqrt{\frac{256}{49}}$
$= \frac{16}{7}$

✅ 来源:2016年 · 江苏 · 2016_江苏卷 · 第 23 题 · 本题已通过全部自动发布校验

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