建筑力学-理力-静力学
建筑力学(静力学)课程教案

建筑力学(静力学)课程教案一、课程简介1. 课程目的:使学生了解和掌握建筑力学的基本概念、基本原理和基本方法,培养学生分析和解决建筑结构力学问题的能力。
2. 适用对象:建筑学、土木工程等相关专业本科生。
3. 先修课程:高等数学、物理学。
4. 教学内容:本课程主要讲授静力学基本原理、平面力系、空间力系、摩擦、轴向拉伸和压缩、扭转、弯曲等基本力学现象。
二、教学目标1. 理解静力学的基本概念,掌握静力学的基本原理。
2. 学会运用静力学方法分析建筑结构中的力学问题。
3. 能够熟练运用公式、图表和计算软件进行力学计算。
4. 培养学生的空间想象能力和动手能力。
三、教学方法1. 讲授:讲解基本概念、基本原理和基本方法。
2. 案例分析:分析实际工程中的力学问题,引导学生运用所学知识解决问题。
3. 课堂讨论:鼓励学生提问、发表见解,提高课堂互动。
4. 课后作业:巩固所学知识,提高学生的实际应用能力。
四、教学内容1. 静力学基本概念:力、作用点、力的分解与合成、力的矩。
2. 平面力系:力的平衡条件、力矩平衡条件、平面力系的合成与分解。
3. 空间力系:空间力系的平衡条件、力矩和平移法则、空间力系的合成与分解。
4. 摩擦:静摩擦、动摩擦、摩擦力的计算。
5. 轴向拉伸和压缩:轴向拉伸(压缩)杆的应力、应变、强度计算。
五、教学安排1. 课时:32课时。
2. 教学方式:课堂讲授、案例分析、课堂讨论。
3. 作业布置:每课后布置适量作业,巩固所学知识。
4. 课程考核:期末考试,包括笔试和实际操作。
5. 教材:建议使用《建筑力学》(静力学部分),并结合相关教材和参考书。
六、教学策略1. 实践教学:通过实验室演示和模型实验,使学生直观地理解力学原理。
2. 软件教学:利用计算机软件(如SAP2000、ANSYS等)进行力学分析,提高学生的动手能力。
3. 课外阅读:推荐学生阅读相关论文和书籍,拓宽知识面。
4. 学术交流:邀请专家学者进行讲座,分享最新研究成果。
理论力学静力学原理

建筑力学常见问题解答1 静力学基本知识1.静力学研究的内容是什么?答:静力学是研究物体在力系作用下处于平衡的规律。
2. 什么叫平衡力系?答:在一般情况下,一个物体总是同时受到若干个力的作用。
我们把作用于一物体上的两个或两个以上的力,称为力系。
能使物体保持平衡的力系,称为平衡力系。
3.解释下列名词:平衡、力系的平衡条件、力系的简化或力系的合成、等效力系。
答:平衡:在一般工程问题中,物体相对于地球保持静止或作匀速直线运动,称为平衡。
例如,房屋、水坝、桥梁相对于地球是保持静止的;在直线轨道上作匀速运动的火车,沿直线匀速起吊的建筑构件,它们相对于地球作匀速直线运动,这些物体本身保持着平衡。
其共同特点,就是运动状态没有变化。
力系的平衡条件:讨论物体在力系作用下处于平衡时,力系所应该满足的条件,称为力系的平衡条件,这是静力学讨论的主要问题。
力系的简化或力系的合成:在讨论力系的平衡条件中,往往需要把作用在物体上的复杂的力系,用一个与原力系作用效果相同的简单的力系来代替,使得讨论平衡条件时比较方便,这种对力系作效果相同的代换,就称为力系的简化,或称为力系的合成。
等效力系:对物体作用效果相同的力系,称为等效力系。
4. 力的定义是什么?在建筑力学中,力的作用方式一般有两种情况?答:力的定义:力是物体之间的相互机械作用。
这种作用的效果会使物体的运动状态发生变化(外效应),或者使物体发生变形(内效应)。
既然力是物体与物体之间的相互作用,因此,力不可能脱离物体而单独存在,有受力体时必定有施力体。
在建筑力学中,力的作用方式一般有两种情况,一种是两物体相互接触时,它们之间相互产生的拉力或压力;一种是物体与地球之间相互产生的吸引力,对物体来说,这吸引力就是重力。
5. 力的三要素是什么?实践证明,力对物体的作用效果,取决于三个要素:(1)力的大小;(2)力的方向;(3)力的作用点。
这三个要素通常称为力的三要素。
力的大小表明物体间相互作用的强烈程度。
第一章静力学基本知识

4. 链杆约束
约束类型与实例
C A
B B
FB
FA A
二力杆约束
C
FA
A A
B
FB
B
? 受力图正确吗
双铰链刚杆约束
C
D
A
B
三、支座及支座反力 工程中将结构或构件支承在基础或另一静
止构件上的装置称为支座。支座也是约束。支 座对它所支承的构件的约束反力也称支座反力 。 建筑工程中常见的三种支座:固定铰支座 (铰链支座)、可动铰支座和固定端支座。
例1-1 重量为FW的圆球,用绳索挂于光滑墙上, 如图所示。试画出圆球的受力图。
FTA
O
O
FNB
W
W
切记:约束反力一定要与约束的类型相对应
例1-2 梁AB上作用有已知力F,梁的自重不计, A端为固定铰支座,B端为可动铰支座,如图所示 。试画出梁AB的受力图。
F
F
FAx
A
B
FAy
O
FB
F
FA
公理5告诉我们:处于平衡状态的变 形体,可用刚体静力学的平衡理论。
反之不一定成立,因对刚体平衡的充分必 要条件,对变形体是必要的但非充分的。
刚体(受压平衡) )
柔性体(受压不能平衡
课后作业 :
1-1 平衡的概念是什么?试举出一、两个物体 处于平衡状态的例子。 1-2 力的概念是什么?举例说明改变力的三要 素中任一要素都会影响力的作用效果。 1-3 二力平衡公理和作用与反作用公理的区别 是什么?
2、动荷载 是指荷载的大小、位置、方向随时间的变化而迅速变化 ,称为动荷载。如动力机械产生的荷载、地震力等
三、力系的分类
建筑力学知识点总结

建筑力学知识点总结一、静力平衡静力平衡是建筑力学中的基础知识点,它涉及到建筑结构各部分之间的受力关系。
在静力平衡中,我们需要掌握以下内容:1. 应力分析:建筑结构受到不同方向的力,需要进行应力分析,并确定各部分的受力情况。
2. 受力分析:对不同形状、结构的建筑进行受力分析,包括梁、柱、板、框架等。
3. 各种受力形式:拉力、压力、剪力、弯矩等受力形式的分析和计算。
4. 杆件受力:对杆件在受力时的受力情况进行分析,包括张力、挠度、位移等。
5. 平衡条件:在建筑结构中,各部分之间需要满足外力和内力平衡的条件,需要进行平衡分析。
二、结构稳定性结构稳定性是建筑力学中的重要知识点,它涉及到建筑结构在承受外部荷载时的稳定性情况。
在结构稳定性中,我们需要掌握以下内容:1. 稳定条件:建筑结构需要满足一定的稳定条件,包括受力平衡、几何稳定、材料稳定等。
2. 稳定性分析:对不同形式的建筑结构进行稳定性分析,包括平面结构、空间结构、倾斜结构等。
3. 屈曲分析:对建筑结构在受力时的屈曲情况进行分析和计算,包括临界载荷、屈曲形式等。
4. 建筑高度:建筑结构的高度对其稳定性有一定的影响,需要进行高度稳定性分析。
5. 结构材料:不同材料的建筑结构在受力时的稳定性情况有所不同,需要进行材料稳定性分析。
三、弹性力学弹性力学是建筑力学中的重要分支,它涉及到建筑结构在受力时的弹性变形情况。
在弹性力学中,我们需要掌握以下内容:1. 弹性模量:建筑结构在受力时的弹性模量情况对其受力性能有一定的影响,需要进行弹性模量分析和计算。
2. 应变分析:建筑结构在受力时会产生一定的应变,需要进行应变分析和求解。
3. 弹性极限:建筑结构在受力时会产生一定的弹性极限,需要进行弹性极限分析和计算。
4. 应力-应变关系:建筑结构在受力时的应力和应变之间存在一定的关系,需要进行应力-应变关系分析和求解。
5. 弹性能力:建筑结构的弹性能力对其受力性能有一定的影响,需要进行弹性能力分析和评定。
2012建筑力学第九章

铰链约束只能限制物体在垂直于 销钉轴 线 的 平 面 内 任 意 方 向 的 运 动,而不能限制物体绕销钉的转动 约束反力作用在垂直于销钉轴线的平 面内,通过销钉中心,而方向待定 约束力可表示为一个垂直于支承面的 力和一个约束力偶,指向与主动力相反
定向支座只能限制物体沿支座链 杆方向 的 运 动 和 物 体 绕 支 座 的 转 动,而不能 限 制 物 体 沿 支 承 面 的 定向支座 运动
2
续表
约束的类型 约束的性质 约束力的确定
可动铰支座不能限制物体绕销钉 的转动和沿支承面的运动,而只能 限制物体在支承面垂直方向的运动 可动铰支座 ( 辊轴支座) 可动铰支座的约束反力通过销钉中心 且垂直于支承面,指向待定
链杆约束只能限制物体沿连杆中 心线方向的运动,而其他方向的运 动都不能限制 链杆约束 链杆 约 束 的 约 束 反 力 沿 着 链 杆 中 心 线,指向待定
图9 3 三力平衡必汇交
( 三)约束与约束力 ( 约束反力) 阻碍物体运动的限制条件称为约束,约束对被约束物体的机械作用称为约束力 ( 或约 束反力) 。约束反力的方向永远与主动力的运动趋势相反。 工程中常见的几种类型约束的性质以及相应约束力的确定方法见表9 。 1
几种典型约束的性质及相应约束力的确定方法
犘y=-犘 c o s 3 0 ° +犘 c o s 3 0 ° =-槡 3 1 2 4
答案:C 例9 与 9 4 8 中方向相同为正值, 图示平面平衡力系中,犘 2 的正确数值是多少? ( 反之为负值)
图9 7 图9 8
A 犘 2 2=-
B 犘 4 2=-
2 D 犘 4 C 犘 2= 2= 提示:∵Σ 犉 犘 2 犘 s i n 3 0 ° = 0 犘 2 ∴犘 1- 2 2=- 1=- y=- 答案:A ( 五)力矩及其性质 1 . 力对点之矩 力使物体绕某支点 ( 或矩心) 转动的效果可用力对点之矩度量。 设力 犉 作用于刚体 上的犃 点,如图9 9所示,用狉 表示空间任意点犗 到犃 点的矢径, 于是, 力 犉 对犗 点的 ( ) 9 4 )中点 犗 称作力矩中心,简称矩心。力 犉 使刚体绕犗 点转动效果的强弱取决 9 4 式 ( 于:①力矩的大小;②力矩的转向;③力和矢径所组成平面的方位。因此,力矩是一个矢 量,矢量的模即力矩的大小为 ( ) 犉) 狉×犉狘 犉 s i n 犱 9 5 狘犕O( 狘 = 狘 =狉 θ= 犉 犃 犅 平面的法线狀 一致,按右手螺旋法则来确定。力矩的单位为N·m或 矢量的方向与犗 k N·m。 力矩定义为矢径狉 与力矢犉 的矢量积,记为 犕O( 。 即 犉) 犕O( 犉) =狉×犉
建筑力学知识点归纳总结

建筑力学知识点归纳总结一、建筑力学概述建筑力学是研究建筑结构受力、变形和稳定的一门工程学科,主要包括静力学、材料力学、结构力学和工程力学等内容。
在建筑工程中,建筑力学是一个非常重要的学科,它对建筑结构的设计、施工和使用具有重要的指导意义。
二、静力学基础知识1.力,力是物体受到的外部作用而产生的相互作用,是矢量量。
2.力的作用点,力作用的位置称为力的作用点。
3.力的方向,力的方向是力的作用线,是力的矢量方向。
4.力的大小,力的大小又叫力的大小,是力的矢量大小。
5.平衡,如果物体受到的所有外力的合力为零,则物体处于平衡状态。
6.受力分析,受力分析是指对受力物体进行力的平衡分解和求解的过程。
7.力的合成,力的合成是指将几个力按照一定规律组合成一个力的过程。
8.力的分解,力的分解是指将一个力按照一定规律分解成几个分力的过程。
9.力的共线作用,共线力是指作用在一个平面上的几个力共线的情况,此时可以采用平行四边形法则计算合力。
三、材料力学基础知识1.材料的分类,建筑材料一般分为金属材料、非金属材料、复合材料等。
2.拉伸应力和应变,拉伸应力是指物体在拉伸力作用下单位横截面积所受的力,拉伸应变是指单位长度的伸长量。
3.拉压比强度,拉压比强度是指材料的拉伸强度和压缩强度的比值。
4.剪切应力和应变,剪切应力是指物体在剪切力作用下单位横截面积所受的力,剪切应变是指单位长度的变形量。
5.剪应力比强度,剪应力比强度是指材料的抗剪强度和抗拉强度的比值。
6.弹性模量,弹性模量是指材料在拉伸和压缩时产生的应力与应变之比。
7.材料的破坏模式,材料主要包括拉伸、压缩、剪切、扭转等几种破坏模式。
四、结构力学基础知识1.刚性和柔性,建筑结构在受力下表现出的抗变形能力称为刚性,某些结构在受力下产生较大变形,称为柔性。
2.受力构件,建筑结构中的受力构件主要包括梁、柱、墙、板等。
3.梁的受力状态,梁在受力状态下通常会受到弯矩、剪力和轴力的作用。
第2章 建筑力学
作用于同一个物体上。
说明:①对刚体来说,上面的条件是充要的
②对变形体来说,上面的条件只是必要条件(或多体中)
③二力体:只在两个力作用下平衡的刚体叫二力体。
二力杆Biblioteka 公理2加减平衡力系原理
在已知力系上加上或减去任意一个平衡力系,并不改变 原力系对刚体的作用。 推论1:力的可传性。 作用于刚体上的力可沿其作用线移到同一刚体内的任一
例:如图1-28a所示,梁AB上作用有已知力F,梁的自重不计,A 端为固定铰支座,B端为可动铰支座,试画出梁AB的受力图。
例:如图1-28a所示,梁AB上作用有已知力F,梁的自重不计,A 端为固定铰支座,B端为可动铰支座,试画出梁AB的受力图。 【解】 (1)取梁AB为研究对象。 (2)画出主动力F。 (3)画出约束力。梁B端是可动铰支座,其约束力是FB,与 斜面垂直,指向可设为斜向上,也可设为斜向下,此处假设斜 向上。A端为固定铰支座,其约束力为一个大小与方向不定的R, 用水平与垂直反力Fax、Fay,表示,如图1-28b。
公理3
力的平行四边形法则
R F1 F2
公理3
力的平行四边形法则
作用于物体上同一点的两个力可合成 一个合力,此合力也作用于该点,合力的 大小和方向由以原两力矢为邻边所构成的 平行四边形的对角线来表示。
R F1 F2
推论2:三力平衡汇交定理
刚体受三力作用而平衡,若其中两力作 用线汇交于一点,则另一力的作用线必汇交 于同一点,且三力的作用线共面。(必共面, 在特殊情况下,力在无穷远处汇交——平行 力系。)
7、空间固定端
7、定向支座
约束力—— 沿链杆方向的力 一个力偶
第二节 结构计算简图
一、结构计算简图
建筑力学复习知识要点
建筑力学复习知识要点建筑力学是研究建筑结构在外力作用下的力学性能,并进行力学分析和计算的科学。
在建筑工程中,建筑力学是一个重要的学科,掌握建筑力学的基本知识对于工程设计和结构安全至关重要。
本文将介绍建筑力学的复习知识要点,以帮助读者巩固相关知识。
一、静力学要点1.力的平衡:对于任何物体或者结构体系,力的合力和力的转矩都必须为零。
2.支反力的计算:通过平衡条件可以计算出结构的支反力,包括支座反力和内力。
3.杆件的静力学:静力学中常用的杆件包括简支梁、悬臂梁和悬链线等,可以通过力的平衡和几何关系计算出相关参数。
4.力的分解与合成:任何力都可以分解成平行于坐标轴方向的分力,也可以将多个力合成为一个力。
二、应力与应变要点1.应力:应力是物体内部单位面积上的力,可以分为正应力和剪应力,常用的应力计算公式包括拉伸应力、压缩应力和剪切应力等。
2.应变:应变是物体变形的程度,可以分为线性应变和剪切应变,常用的应变计算公式包括线性应变和剪切应变的定义公式。
3.杨氏模量:杨氏模量是材料线性弹性变形性能的度量,可以通过应力和应变之间的关系进行计算。
4.泊松比:泊松比是材料在拉伸或压缩时沿横向的收缩程度,可以用于计算体积变形。
三、梁的静力学要点1.弯矩与剪力:在受力作用下,梁产生弯曲和剪切,弯矩和剪力是梁内部的力,可以通过受力平衡和几何关系计算出来。
2.梁的挠度:梁在弯曲时会发生挠度,可以通过力的平衡和弹性力学方程计算出梁的挠度,常用的挠度计算方法包括梁的悬臂挠度和梁的弹性挠度。
3.梁的支座反力:在计算梁的支座反力时,需要考虑梁的几何形状、受力情况和边界条件等因素。
四、桁架的静力学要点1.桁架的分析方法:桁架是由杆件和节点组成的结构,可以采用静力平衡和杆件等效等方法进行分析,求解杆件的内力和节点的支反力。
2.桁架的稳定性:在分析桁架时,需要考虑桁架的稳定性问题,判断桁架是否会发生失稳和崩塌。
五、静力学平衡、应力与应变计算的综合问题1.静力学平衡、应力与应变计算的综合问题常涉及到多个力的平衡、杆件的静力学分析、应力和应变的计算等多个方面,需要综合运用不同的知识和方法进行求解。
建筑力学第一章课件
表面力
直接接触的物体,通过接触表面的相互作用。 如物体间压力等。表面力分布作用在接触面上。 体积力 非直接接触物体间的相互作用。 如物体重力、惯性力、电场力、磁场力等。 体积力分布作用在物体整个体积内,与质量有关。
体集度、面集度 、线集度
单位体积上所受的力,称为体集度 通常用 表示,单位为
N / m3
1、光滑面约束—当物体在接触处的摩擦力很小而略去不计 时,就构成了光滑接触面约束 。
A FN A Fp A (a) A Fp FN A (b) Fp B (c) C Fp C FNC B (d) FN B A
光滑面约束反力体现为对被约束体所施加的压力,压力 的方向沿接触面的公法线方向(也叫接触面的法向压力) 用FN或N表示.
A FA
B FA y (g) FB
注意:由二力平衡条件可知,FB和FC大小相等,方向相反,且作用 在同一条直线上,如图b所示
第五节 结构分类、结构的计算简图、荷载及其简化 一.结构的分类 按几何特点 杆系结构 这类结构由杆件组成,杆件的特征是其长度远大于其横截 面上其他两个尺度
板和壳类 这类结构的特征是长、宽两个方向的尺寸远大于厚度
A B
FA
FB F Fq q
B
F (c) A C F (e) A FA C
q
(g)
A B Fx A
B
(d)
FA y
A FA x
FA y
C C
F q
BB FBFB
B
FA x
B FB
q (f) A FB C
【例1-3】 如图1-14(a)所示的三铰拱桥,由左、右两拱铰 接而成。不计自重及摩擦,在拱AC上作用有荷载F
F O A B (a) (b) O F O FP (c) F O FP F NA (d) F NB
建筑力学课件 第二章 静力学基础
2.1 静力学公理
公理二、力的平行四边形法则 内容:作用于物体同一点的两
个力,可以合成为一个合力 ,合力也作用于该点,合力 的大小和方向由以两个分力 为邻边的平行四边形的对角 线表示,即合力矢等于这两 个分力矢的矢量和。 如图所示,其矢量表达式为 F1 + F2 = FR (2—1)
2.1 静力学公理
2.1 静力学公理 在这里,要区别二力平衡公理和作用 力与反作用力公理之间的关系:有相 同点,也注意不同点。 同样是等值、反向、共线,前者是对 一个物体而言,而后者则是对两个物 体之间而言。 显然,由于作用力与反作用力是分别 作用在两个不同的物体上,不能构成 平衡关系。
2.1 静力学公理
公理四、加减平衡力系公理 内容:在作用于刚体上的已知力系上,加上或减
2.1 静力学公理
平行四边形法则的逆定理
利用力的平行四边形法则,也可以把 作用在物体上的一个力,分解为相交 的两个分力,分力与合力作用于同一 点。
但是,由于具有相同对角线的平行四 边形可以画任意个,因此,要唯一确 定这两个分力,必须有相应的附加条 件。
2.1 静力学公理
实际计算中,常把一个力分解为方向已知的两个 (平面)或三个(空间)分力。如图即为把一个 任意力分解为方向已知且相互垂直的两个(平面 )或三个(空间)分力。这种分解称为正交分解 ,所得的分力称为正交分力
例如柔索,当受到两个等值、反向、共线 的压力作用时,会产生变形(被揉成一 团),因此就不能平衡。
2.1 静力学公理
二力平衡公理的应用:判别二力杆 在两个力作用下并且处于平衡的物体称为二力体 ;若为杆件,则称为二力杆。根据二力平衡公理 可知,作用在二力体上的两个力,它们必通过两 个力作用点的连线(与杆件的形状无关),且等 值、反向,如图2-5所示。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
江西省南昌市2015-2016学年度第一学期期末试卷 (江西师大附中使用)高三理科数学分析
一、整体解读 试卷紧扣教材和考试说明,从考生熟悉的基础知识入手,多角度、多层次地考查了学生的数学理性思维能力及对数学本质的理解能力,立足基础,先易后难,难易适中,强调应用,不偏不怪,达到了“考基础、考能力、考素质”的目标。试卷所涉及的知识内容都在考试大纲的范围内,几乎覆盖了高中所学知识的全部重要内容,体现了“重点知识重点考查”的原则。 1.回归教材,注重基础 试卷遵循了考查基础知识为主体的原则,尤其是考试说明中的大部分知识点均有涉及,其中应用题与抗战胜利70周年为背景,把爱国主义教育渗透到试题当中,使学生感受到了数学的育才价值,所有这些题目的设计都回归教材和中学教学实际,操作性强。 2.适当设置题目难度与区分度 选择题第12题和填空题第16题以及解答题的第21题,都是综合性问题,难度较大,学生不仅要有较强的分析问题和解决问题的能力,以及扎实深厚的数学基本功,而且还要掌握必须的数学思想与方法,否则在有限的时间内,很难完成。 3.布局合理,考查全面,着重数学方法和数学思想的考察 在选择题,填空题,解答题和三选一问题中,试卷均对高中数学中的重点内容进行了反复考查。包括函数,三角函数,数列、立体几何、概率统计、解析几何、导数等几大版块问题。这些问题都是以知识为载体,立意于能力,让数学思想方法和数学思维方式贯穿于整个试题的解答过程之中。
二、亮点试题分析
1.【试卷原题】11.已知,,ABC是单位圆上互不相同的三点,且满足ABAC,则
ABAC
的最小值为( ) A.14
B.12
C.34
D.1 【考查方向】本题主要考查了平面向量的线性运算及向量的数量积等知识,是向量与三角的典型综合题。解法较多,属于较难题,得分率较低。 【易错点】1.不能正确用OA,OB,OC表示其它向量。 2.找不出OB与OA的夹角和OB与OC的夹角的倍数关系。 【解题思路】1.把向量用OA,OB,OC表示出来。 2.把求最值问题转化为三角函数的最值求解。
【解析】设单位圆的圆心为O,由ABAC得,22()()OBOAOCOA,因为
1OAOBOC,所以有,OBOAOCOA则
()()ABACOBOAOCOA 2OBOCOBOAOAOCOA
21OBOCOBOA 设OB与OA的夹角为,则OB与OC的夹角为2
所以,cos22cos1ABAC2
11
2(cos)22
即,ABAC的最小值为12,故选B。
【举一反三】 【相似较难试题】【2015高考天津,理14】在等腰梯形ABCD中,已知//,2,1,60ABDCABBCABC ,动点E和F分别在线段BC和DC上,且,
1,,9BEBCDFDC则AEAF的最小值为 .
【试题分析】本题主要考查向量的几何运算、向量的数量积与基本不等式.运用向量的几何运算求,AEAF,体现了数形结合的基本思想,再运用向量数量积的定义计算AEAF,体现了数学定义的运用,再利用基本不等式求最小值,体现了数学知识的综合应用能力.是思维能力与计算能力的综合体现.
【答案】2918
【解析】因为1,9DFDC12DCAB,119199918CFDFDCDCDCDCAB,
AEABBEABBC,
19191818AFABBCCFABBCABABBC,
22
1919191181818AEAFABBCABBCABBCABBC
19199421cos12018182117211729
29218921818
当且仅当2192即23时AEAF的最小值为2918. 2.【试卷原题】20. (本小题满分12分)已知抛物线C的焦点1,0F,其准线与x轴的交点为K,过点K的直线l与C交于,AB两点,点A关于x轴的对称点为D. (Ⅰ)证明:点F在直线BD上;
(Ⅱ)设89FAFB,求BDK内切圆M的方程.
【考查方向】本题主要考查抛物线的标准方程和性质,直线与抛物线的位置关系,圆的标准方程,韦达定理,点到直线距离公式等知识,考查了解析几何设而不求和化归与转化的数学思想方法,是直线与圆锥曲线的综合问题,属于较难题。 【易错点】1.设直线l的方程为(1)ymx,致使解法不严密。 2.不能正确运用韦达定理,设而不求,使得运算繁琐,最后得不到正确答案。 【解题思路】1.设出点的坐标,列出方程。 2.利用韦达定理,设而不求,简化运算过程。 3.根据圆的性质,巧用点到直线的距离公式求解。 【解析】(Ⅰ)由题可知1,0K,抛物线的方程为24yx
则可设直线l的方程为1xmy,112211,,,,,AxyBxyDxy,
故214xmyyx整理得2440ymy,故121244yymyy
则直线BD的方程为212221yyyyxxxx即2222144yyyxyy 令0y,得1214yyx
,所以1,0F在直线BD上.
(Ⅱ)由(Ⅰ)可知121244yymyy,所以2
12121142xxmymym
,
1211111xxmymy 又111,FAxy,221,FBxy
故2
1212121211584FAFBxxyyxxxxm
,
则2
8484,93mm,故直线l的方程为3430xy或3430xy 22
212112
47416163yyyyyym,
故直线BD的方程3730xy或3730xy,又KF为BKD的平分线, 故可设圆心,011Mtt,,0Mt到直线l及BD的距离分别为3131,54tt
-------------10分 由313154tt得19t或9t(舍去).故圆M的半径为31253tr
所以圆M的方程为221499xy 【举一反三】 【相似较难试题】【2014高考全国,22】 已知抛物线C:y2=2px(p>0)的焦点为F,直线
y=4与y轴的交点为P,与C的交点为Q,且|QF|=54|PQ|. (1)求C的方程; (2)过F的直线l与C相交于A,B两点,若AB的垂直平分线l′与C相交于M,N两点,且A,M,B,N四点在同一圆上,求l的方程. 【试题分析】本题主要考查求抛物线的标准方程,直线和圆锥曲线的位置关系的应用,韦达定理,弦长公式的应用,解法及所涉及的知识和上题基本相同. 【答案】(1)y2=4x. (2)x-y-1=0或x+y-1=0.
【解析】(1)设Q(x0,4),代入y2=2px,得x0=8p,
所以|PQ|=8p,|QF|=p2+x0=p2+8p. 由题设得p2+8p=54×8p,解得p=-2(舍去)或p=2, 所以C的方程为y2=4x. (2)依题意知l与坐标轴不垂直,故可设l的方程为x=my+1(m≠0). 代入y2=4x,得y2-4my-4=0. 设A(x1,y1),B(x2,y2), 则y1+y2=4m,y1y2=-4. 故线段的AB的中点为D(2m2+1,2m), |AB|=m2+1|y1-y2|=4(m2+1). 又直线l ′的斜率为-m,
所以l ′的方程为x=-1my+2m2+3. 将上式代入y2=4x, 并整理得y2+4my-4(2m2+3)=0. 设M(x3,y3),N(x4,y4), 则y3+y4=-4m,y3y4=-4(2m2+3).
故线段MN的中点为E2m2+2m2+3,-2m, |MN|=1+1m2|y3-y4|=4(m2+1)2m2+1m2. 由于线段MN垂直平分线段AB, 故A,M,B,N四点在同一圆上等价于|AE|=|BE|=12|MN|,
从而14|AB|2+|DE|2=14|MN|2,即 4(m2+1)2+2m+2m2+2m2+22= 4(m2+1)2(2m2+1)m4
,
化简得m2-1=0,解得m=1或m=-1, 故所求直线l的方程为x-y-1=0或x+y-1=0.
三、考卷比较
本试卷新课标全国卷Ⅰ相比较,基本相似,具体表现在以下方面: 1. 对学生的考查要求上完全一致。 即在考查基础知识的同时,注重考查能力的原则,确立以能力立意命题的指导思想,将知识、能力和素质融为一体,全面检测考生的数学素养,既考查了考生对中学数学的基础知识、基本技能的掌握程度,又考查了对数学思想方法和数学本质的理解水平,符合考试大纲所提倡的“高考应有较高的信度、效度、必要的区分度和适当的难度”的原则. 2. 试题结构形式大体相同,即选择题12个,每题5分,填空题4 个,每题5分,解答题8个(必做题5个),其中第22,23,24题是三选一题。题型分值完全一样。选择题、填空题考查了复数、三角函数、简易逻辑、概率、解析几何、向量、框图、二项式定理、线性规划等知识点,大部分属于常规题型,是学生在平时训练中常见的类型.解答题中仍涵盖了数列,三角函数,立体何,解析几何,导数等重点内容。 3. 在考查范围上略有不同,如本试卷第3题,是一个积分题,尽管简单,但全国卷已经不考查了。