2023年高考数学上海20 |
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2023-07-08 14:29:52 |
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(18分)已知抛物线Γ:y2=4x,在Γ上有一点A位于第一象限,设A的纵坐标为a(a>0). (1)若A到抛物线Γ准线的距离为3,求a的值; (2)当a=4时,若x轴上存在一点B,使AB的中点在抛物线Γ上,求O到直线AB的距离; (3)直线l:x=−3,抛物线上有一异于点A的动点P,P在直线l上的投影为点H,直线AP与直线l的交点为Q.若在P的位置变化过程中,|HQ|>4恒成立,求a的取值范围. 答案:(1)a=2√2;(2)4√1313;(3)(0,2]. 分析:(1)根据题意可得点A的横坐标为2,将其代入抛物线的方程,即可求得a的值; (2)易知A(4,4),设B(b,0),由AB的中点在抛物线上,可得b的值,进而得到直线AB的方程,再由点到直线的距离公式得解; (3)设P(t24,t),A(a24,a),H(−3,t)(t≠a),表示出直线AP的方程,进一步表示出点Q的坐标,再根据|HQ|>4恒成立,结合基本不等式即可得到a的范围. 解:(1)抛物线Γ:y2=4x的准线为x=−1, 由于A到抛物线Γ准线的距离为3, 则点A的横坐标为2,则a2=4×2=8(a>0), 解得a=2√2; (2)当a=4时,点A的横坐标为424=4,则A(4,4), 设B(b,0),则AB的中点为(b+42,2), 由题意可得22=4×b+42,解得b=−2, 所以B(−2,0), 则kAB=4−04+2=23, 由点斜式可得,直线AB的方程为y=23(x+2),即2x−3y+4=0, 所以原点O到直线AB的距离为4√22+32=4√1313; (3)如图,
 设P(t24,t),A(a24,a),H(−3,t)(t≠a>0),则kAP=t−at24−a24=4t+a, 故直线AP的方程为y−a=4t+a(x−a24), 令x=−3,可得y=a−(a24+3)⋅4t+a,即Q(−3,a−(a24+3)⋅4t+a), 则|HQ|=|t−a+(a24+3)⋅4t+a|, 依题意,|t−a+(a24+3)⋅4t+a|>4恒成立, 又t+a+(a24+3)⋅4t+a−2a⩾4√a24+3−2a>0, 则最小值为4√a24+3−2a>4,即2√a24+3>2+a,即√a2+12>2+a, 则a2+12>a2+4a+4,解得0<a<2, 又当a=2时,t+2+16t+2−4⩾2√(t+2)⋅16t+2−4=4,当且仅当t=2时等号成立, 而a≠t,即当a=2时,也符合题意. 故实数a的取值范围为(0,2]. 点评:本题考查抛物线的定义及其性质,考查直线与抛物线的综合运用,考查运算求解能力,属于中档题.
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