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2011年普通高等学校招生全国统一考试(广东卷):文数第21题

  2016-10-28 09:13:34  

(2011广东卷计算题)

(本小题满分14分)

在平面直角坐标系中,直线点,设上一点,是线段 的垂直平分线上一点,且满足

(1) 当点上运动时,求点的轨迹的方程;

(2)已知。设上动点,求的最小值,并给出此时点的坐标;

(3)过点且不平行于轴的直线与轨迹有且只有两个不同的交点,求直线的斜率的取值范围。

【出处】
2011年普通高等学校招生全国统一考试(广东卷):文数第21题
【答案】

(1)如图所示:

连接,则。因为,所以动点满足的负半轴上。设

①当时,, ,化简得

②当的负半轴上时,

综上所述,点的轨迹的方程为

(2)如图所示,

由(1)知的轨迹是顶点为,焦点为原点的抛物线和的负半轴

 ① 若是抛物线上的动点,过,由于是抛物线的准线,根据抛物线的定义有,则

三点共线时,有最小值,求得此时的坐标为

② 若的负半轴上的动点,显然有

综上所述,的最小值为3,此时点的坐标为

(3)如图所示,

设抛物线顶点,则直线的斜率。因为点在抛物线内部,所以过点且不平行于轴的直线必与抛物线有两个交点。

则直线 与轨迹 的交点个数分以下四种情况讨论:

① 当时,直线与轨迹有且只有两个不同的交点;

② 当时,直线与轨迹有且只有三个不同的交点;

③ 当时,直线与轨迹有且只有一个交点;

④ 当时,直线与轨迹有且只有两个不同的交点;

综上所述,直线的斜率的取值范围是

【解析】

本题主要考查曲线方程的求解以及平面几何中的综合分析求解能力。

(1)如图,

点的位置有两种情况:轴上。①当时,因为的垂直平分线上,所以,利用该结论建立等式即可求解出轨迹方程;②当轴上时,易知其轨迹方程为

(2)如图,

按(1)中两种情况分别求解点的坐标。①当时,因为抛物线焦点为原点,准线为,作,由定义可知,由几何关系可知:当三点共线时,有最小值。②当轴上时,显然有。故的最小值为3,此时点的坐标为

(3)如图,

根据轨迹的特点,需要分类讨论四中不同的情况,然后对各个满足条件的情况的的范围取并集即可。

【考点】
圆锥曲线直线与方程曲线与方程
【标签】
分类讨论法数形结合综合与分析法


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