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2021年高考数学浙江9

  2022-05-03 08:24:51  

9.(4分)已知$a$,$b\in R$,$ab>0$,函数$f(x)=ax^{2}+b(x\in R)$.若$f(s-t)$,$f(s)$,$f(s+t)$成等比数列,则平面上点$(s,t)$的轨迹是(  )
A.直线和圆              B.直线和椭圆              C.直线和双曲线              D.直线和抛物线
分析:利用等比中项的定义得到$f(s)^{2}=f(s-t)f(s+t)$,代入解析式中整理化简,可得$t^{2}(at^{2}-2as^{2}+2b)=0$,分两种情况分别求解轨迹方程,由此判断轨迹即可.
解:函数$f(x)=ax^{2}+b$,因为$f(s-t)$,$f(s)$,$f(s+t)$成等比数列,
则$f^{2}(s)=f(s-t)f(s+t)$,即$(as^{2}+b)^{2}=[a(s-t)^{2}+b][a(s+t)^{2}+b]$,
即$a^{2}s^{4}+2abs^{2}+b^{2}=a^{2}[(s-t)^{2}(s+t)^{2}]+ab(s-t)^{2}+ab(s+t)^{2}+b^{2}$,
整理可得$a^{2}t^{4}-2a^{2}s^{2}t^{2}+2abt^{2}=0$,
因为$a\ne 0$,故$at^{4}-2as^{2}t^{2}+2bt^{2}=0$,即$t^{2}(at^{2}-2as^{2}+2b)=0$,
所以$t=0$或$at^{2}-2as^{2}+2b=0$,
当$t=0$时,点$(s,t)$的轨迹是直线;
当$at^{2}-2as^{2}+2b=0$,即$\dfrac{a{s}^{2}}{b}-\dfrac{a{t}^{2}}{2b}=1$,因为$ab>0$,故点$(s,t)$的轨迹是双曲线.
综上所述,平面上点$(s,t)$的轨迹是直线或双曲线.
故选:$C$.
点评:本题考查了等比中项的应用,动点轨迹方程的求解,要掌握常见的求解轨迹的方法:直接法、定义法、代入法、消参法、交轨法等等,属于中档题.

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