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高考与阿基米德三角形试题答案
1.(2008年江西卷理科第21题)21.(本小题满分12分)
1.证明:(1)设,由已知得到,且,,
设切线的方程为:由
得
从而
,解得
因此的方程为:
同理的方程为:
又在上,所以,
即点都在直线上
又也在直线上,所以三点共线
(2)垂线的方程为:,
由得垂足,
设重心
所以 解得
由 可得即为重心所在曲线方程
2.(2008年山东卷理科第22题)
解:(Ⅰ)证明:由题意设.
由得,得,
所以,.
因此直线的方程为,直线的方程为.
所以,① .②
由①、②得, 因此,即.
所以三点的横坐标成等差数列.
(Ⅱ)解:由(Ⅰ)知,当时,将其代入①、②并整理得:
, ,
所以是方程的两根,因此,,
又,所以.
由弦长公式得.
又,所以或,
因此所求抛物线方程为或.
(Ⅲ)解:设,由题意得,
则的中点坐标为,
设直线的方程为,
由点在直线上,并注意到点也在直线上,
代入得.若在抛物线上,则,
因此或.即或.
(1)当时,则,此时,点适合题意.
(2)当,对于,此时,
,又,,
所以,即,矛盾.
对于,因为,此时直线平行于轴,
又,所以直线与直线不垂直,与题设矛盾,
所以时,不存在符合题意的点.
综上所述,仅存在一点适合题意.
3.(2007年江苏卷理科19题)
解:(1)设过C点的直线为,所以,即,设A,=,,因为,所以
,即,
所以,即所以
(2)设过Q的切线为,,所以,即,它与的交点为M,又,所以Q,因为,所以,所以M,所以点M和点Q重合,也就是QA为此抛物线的切线。
(3)(2)的逆命题是成立,由(2)可知Q,因为PQ轴,所以
因为,所以P为AB的中点。
4.(2005年江西卷理科22题)
解:(1)设切点A、B坐标分别为,
∴切线AP的方程为:
切线BP的方程为:
解得P点的坐标为:
所以△APB的重心G的坐标为 ,
所以,由点P在直线l上运动,从而得到重心G的轨迹方程为:
(2)方法1:因为
由于P点在抛物线外,则
∴
同理有
∴∠AFP=∠PFB.
方法2:①当所以P点坐标为,则P点到直线AF的距离为:
即
所以P点到直线BF的距离为:
所以d1=d2,即得∠AFP=∠PFB.
②当时,直线AF的方程:
直线BF的方程:
所以P点到直线AF的距离为:
,同理可得到P点到直线BF的距离,因此由d1=d2,可得到∠AFP=∠PFB
5.(2006年全国卷2 理科第21题)
解:(Ⅰ)由已知条件,得F(0,1),λ>0.
设A(x1,y1),B(x2,y2).由=λ,
即得 (-x1,1-y)=λ(x2,y2-1),
将①式两边平方并把y1=x12,y2=x22代入得 y1=λ2y2 ③
解②、③式得y1=λ,y2=,且有x1x2=-λx22=-4λy2=-4,
抛物线方程为y=x2,求导得y′=x.
所以过抛物线上A、B两点的切线方程分别是
y=x1(x-x1)+y1,y=x2(x-x2)+y2,
即y=x1x-x12,y=x2x-x22.
解出两条切线的交点M的坐标为(,)=(,-1). ……4分
所以·=(,-2)·(x2-x1,y2-y1)=(x22-x12)-2(x22-x12)=0
所以·为定值,其值为0. ……7分
(Ⅱ)由(Ⅰ)知在△ABM中,FM⊥AB,因而S=|AB||FM|.
|FM|==
=
==+.
因为|AF|、|BF|分别等于A、B到抛物线准线y=-1的距离,所以
|AB|=|AF|+|BF|=y1+y2+2=λ++2=(+)2.
于是 S=|AB||FM|=(+)3,
由+≥2知S≥4,且当λ=1时,S取得最小值4.
广东模考试题
19. (本小题满分14分)2010届广州二模
(1) 解:设点、的坐标分别为、,
∵ 、分别是抛物线在点、处的切线,
∴直线的斜率,直线的斜率.
∵ ,(资料来源:数学驿站 )
∴ , 得. ① …2分
∵、是抛物线上的点,
∴
∴ 直线的方程为,直线的方程为.
由 解得
∴点的纵坐标为. …4分
(2) 证法1:∵ 为抛物线的焦点, ∴ .
∴ 直线的斜率为,
直线的斜率为.
∵ …6分
.
∴.
∴、、三点共线. …8分
证法2:∵ 为抛物线的焦点, ∴ .
∴,
.
∵ , …6分
∴ .
∴、、三点共线. …8分
证法3:设线段的中点为, 则的坐标为.
抛物线的准线为.
作, 垂足分别为.
∵ 由(1)知点的坐标为,
∴.
∴是直角梯形的中位线.
∴. …6分
根据抛物线的定义得:,
∴.
∵,为线段的中点,
∴.
∴,即.
∴、、三点共线. …8分
(3)解: 不存在. 证明如下:
假设存在符合题意的圆,设该圆的圆心为,
依题意得,且,
由,得.
∴ 四边形是正方形.
∴ . …10分
∵点的坐标为,
∴,得.
把点的坐标代入直线, 得
解得或,
∴点的坐标为或.
同理可求得点的坐标为或.
由于、是抛物线上的不同两点,不妨令,.
∴, . …13分
∴, 这与矛盾.
∴经过、两点且与、都相切的圆不存在. …14分
18. (本题满分13分)2009韶关一模
解:(I)依题意,圆心的轨迹是以为焦点,为准线的抛物线上……2分
因为抛物线焦点到准线距离等于4 所以圆心的轨迹是
(II)解法一:
由已知,
故
将(1)式两边平方并把 (3)
解(2)、(3)式得,
且有 …………8分
抛物线方程为 所以过抛物线上A、B两点的切线方程分别是
……11分
所以为定值,其值为0. …………13分
解法二:
由已知N(0,2)
, …………8分
后面解法和解法一相同
20.(本小题满分14分)2010年深圳市高三年级第二次调研考试数学
解:(1)设椭圆的方程为 ,半焦距为.
由已知条件,得,
∴ 解得 .所以椭圆的方程为:. …………分
(2)显然直线的斜率存在,否则直线与抛物线只有一个交点,不合题意,
故可设直线的方程为 ,,
由 消去并整理得 , ∴ . …………分
∵抛物线的方程为,求导得,∴过抛物线上、两点的切线方程分别是
, ,即 , ,
解得两条切线、的交点的坐标为,即,……分
∴
∴. …………分
(3)假设存在点满足题意,由(2)知点必在直线上,又直线与椭圆有唯一交点,故的坐标为,
设过点且与抛物线相切的切线方程为:,其中点为切点.
令得,,
解得或 , …………分
故不妨取,即直线过点.
综上所述,椭圆上存在一点,经过点作抛物线的两条切线、(、为切点),能使直线过点.
此时,两切线的方程分别为和. …………分
抛物线与切线、所围成图形的面积为
. …………分
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