题目列表(包括答案和解析)
已知点(
),过点
作抛物线
的切线,切点分别为
、
(其中
).
(Ⅰ)若,求
与
的值;
(Ⅱ)在(Ⅰ)的条件下,若以点为圆心的圆
与直线
相切,求圆
的方程;
(Ⅲ)若直线的方程是
,且以点
为圆心的圆
与直线
相切,
求圆面积的最小值.
【解析】本试题主要考查了抛物线的的方程以及性质的运用。直线与圆的位置关系的运用。
中∵直线与曲线
相切,且过点
,∴
,利用求根公式得到结论先求直线
的方程,再利用点P到直线的距离为半径,从而得到圆的方程。
(3)∵直线的方程是
,
,且以点
为圆心的圆
与直线
相切∴点
到直线
的距离即为圆
的半径,即
,借助于函数的性质圆
面积的最小值
(Ⅰ)由可得,
. ------1分
∵直线与曲线
相切,且过点
,∴
,即
,
∴,或
, --------------------3分
同理可得:,或
----------------4分
∵,∴
,
. -----------------5分
(Ⅱ)由(Ⅰ)知,,
,则
的斜率
,
∴直线的方程为:
,又
,
∴,即
. -----------------7分
∵点到直线
的距离即为圆
的半径,即
,--------------8分
故圆的面积为
. --------------------9分
(Ⅲ)∵直线的方程是
,
,且以点
为圆心的圆
与直线
相切∴点
到直线
的距离即为圆
的半径,即
, ………10分
∴
,
当且仅当,即
,
时取等号.
故圆面积的最小值
.
设点是抛物线
的焦点,
是抛物线
上的
个不同的点(
).
(1) 当时,试写出抛物线
上的三个定点
、
、
的坐标,从而使得
;
(2)当时,若
,
求证:;
(3) 当时,某同学对(2)的逆命题,即:
“若,则
.”
开展了研究并发现其为假命题.
请你就此从以下三个研究方向中任选一个开展研究:
① 试构造一个说明该逆命题确实是假命题的反例(本研究方向最高得4分);
② 对任意给定的大于3的正整数,试构造该假命题反例的一般形式,并说明你的理由(本研究方向最高得8分);
③ 如果补充一个条件后能使该逆命题为真,请写出你认为需要补充的一个条件,并说明加上该条件后,能使该逆命题为真命题的理由(本研究方向最高得10分).
【评分说明】本小题若填空不止一个研究方向,则以实得分最高的一个研究方向的得分作为本小题的最终得分.
【解析】第一问利用抛物线的焦点为
,设
,
分别过作抛物线
的准线
的垂线,垂足分别为
.
由抛物线定义得到
第二问设,分别过
作抛物线
的准线
垂线,垂足分别为
.
由抛物线定义得
第三问中①取时,抛物线
的焦点为
,
设,
分别过
作抛物线
的准线
垂线,垂足分别为
.由抛物线定义得
,
则,不妨取
;
;
;
解:(1)抛物线的焦点为
,设
,
分别过作抛物线
的准线
的垂线,垂足分别为
.由抛物线定义得
因为,所以
,
故可取满足条件.
(2)设,分别过
作抛物线
的准线
垂线,垂足分别为
.
由抛物线定义得
又因为
;
所以.
(3) ①取时,抛物线
的焦点为
,
设,
分别过
作抛物线
的准线
垂线,垂足分别为
.由抛物线定义得
,
则,不妨取
;
;
;
,
则,
.
故,
,
,
是一个当
时,该逆命题的一个反例.(反例不唯一)
② 设,分别过
作
抛物线的准线
的垂线,垂足分别为
,
由及抛物线的定义得
,即
.
因为上述表达式与点的纵坐标无关,所以只要将这
点都取在
轴的上方,则它们的纵坐标都大于零,则
,
而,所以
.
(说明:本质上只需构造满足条件且的一组
个不同的点,均为反例.)
③ 补充条件1:“点的纵坐标
(
)满足
”,即:
“当时,若
,且点
的纵坐标
(
)满足
,则
”.此命题为真.事实上,设
,
分别过作抛物线
准线
的垂线,垂足分别为
,由
,
及抛物线的定义得,即
,则
,
又由,所以
,故命题为真.
补充条件2:“点与点
为偶数,
关于
轴对称”,即:
“当时,若
,且点
与点
为偶数,
关于
轴对称,则
”.此命题为真.(证略)
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