几何证明选讲习题附答案
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高二数学几何选讲试题答案及解析
1.如图,在梯形中,,若,,,则梯形与梯形
的面积比是()
A.B.C.D.
【答案】D
【解析】延长,相交于,由相似三角形知识,则有
,设,,(),则梯形的面积,梯形的面积,所以梯形与梯形的面积比是,故选择D.
【考点】平面几何中的相似三角形.
2.如图⊙O的半径OB垂直于直径AC,M为AO上一点,BM的延长线交⊙O于点N,过点N的切线交CA的延长线于P.
(1)求证:;
(2)若⊙O的半径为,OA=OM,求MN的长.
【答案】(1)证明见解析;(2)2.
【解析】
解题思路:(1)利用等腰三角形与切割线定理进行证明;(2)利用三角形的相似性进行求解. 规律总结:直线与圆的位置关系,是平面几何问题的常见题型,常考知识由:圆内接四边形、切割线定理、相似三角形、全等三角形等.
试题解析:(1)连结ON,则ON⊥PN,且△OBN为等腰三角形,
则∠OBN=∠ONB,∵∠PMN=∠OMB=900-∠OBN,∠PNM=900-∠ONB
∴∠PMN=∠PNM, ∴PM=PN
由条件,根据切割线定理,有
所以
(2)OM=2,在Rt△BOM中,
延长BO交⊙O于点D,连接DN
由条件易知△BOM∽△BND,于是
即,得BN=6
所以MN=BN-BM=6-4=2.
【考点】1.切割线定理;2.相似三角形.
3.如图所示,△ABC内接于⊙O,AB=AC,直线XY切⊙O于点C,BD∥XY,AC、BD相交于
E.
(1)求证:△ABE≌△ACD;
(2)若AB=6 cm,BC=4 cm,求AE的长.
【答案】(1)见解析;(2).
高中数学-《几何证明选讲》知识点归纳与练习(含答案)
一、相似三角形的判定及有关性质
平行线等分线段定理
平行线等分线段定理:如果一组平行线在一条直线上截得的线段相等,那么在其他直线上截得的线段也相等。
推理1:经过三角形一边的中点与另一边平行的直线必平分第三边。
推理2 :经过梯形一腰的中点,且与底边平行的直线平分另一腰。
平分线分线段成比例定理
平分线分线段成比例定理:三条平行线截两条直线,所得的对应线段成比例。
推论:平行于三角形一边的直线截其他两边(或两边的延长线)所得的对应线段成比例。
相似三角形的判定及性质
相似三角形的判定:
定义:对应角相等,对应边成比例的两个三角形叫做相似三角形。相似三角形对应边的比值叫做相似比(或相似
系数)。
由于从定义岀发判断两个三角形是否相似,需考虑6个元素,即三组对应角是否分别相等,三组对应边是否分别成比例,显然比较麻烦。所以我们曾经给岀过如下几个判定两个三角形相似的简单方法:
(1 )两角对应相等,两三角形相似;
(2 )两边对应成比例且夹角相等,两三角形相似;
(3 )三边对应成比例,两三角形相似。
预备定理:平行于三角形一边的直线和其他两边(或两边的延长线)相交,所构成的三角形与三角形相似。
判定定理1 :对于任意两个三角形,如果一个三角形的两个角与另一个三角形的两个角对应相等,那么这两个三
角形相似。简述为:两角对应相等,两三角形相似。
判定定理2 :对于任意两个三角形,如果一个三角形的两边和另一个三角形的两边对应成比例,并且夹角相等,
那么这两个三角形相似。简述为:两边对应成比例且夹角相等,两三角形相似。
几何证明选讲
一、选择题(共12小题;共60分)
1. 平面与圆锥的母线平行,那么它们交线的离心率是
A. B. C. D. 无法确定
2. 圆锥的顶角为,截面与母线所成的角为,则截面所截得的截线是
A. 圆
B. 椭圆
C. 双曲线
D. 抛物线
3. 已知中,角,,,以为直径的圆交于,则的长为
A. B. C. D.
4. 如图所示,圆的直径,为圆周上一点,过作圆的切线,过作的垂线
,垂足为,则
A. B. C. D.
5. 如图所示,,,,分别交于点,,则图中的相似三角形共有
A. 对
B. 对
C. 对
D. 对
6. 如图,,,分别与圆切于点,,,延长与圆交于另一点,给出下列三
个结论:
①;
②;
③~ .
其中正确结论的序号是
A. ①②
B. ②③
C. ①③
D. ①②③
7. 已知,如图,在梯形中,,,,点,分别是对角线,的
中点,则
A. B. C. D.
8. 如图,是圆的切线,为切点,是圆的割线,,点在圆上,与交于点.若,,,则等于
A. B. C. D.
9. 如图,与圆相切于点C,直线交圆于,两点,弦垂直于.则下面结论
中,错误的结论是
A. B.
C. D.
10. 已知四边形是圆内接四边形,下列结论中正确的有
①如果,则
②如果,则四边形是等腰梯形
③的外角与的外角互补
④的比可以是
A. 个
B. 个
C. 个
D. 个
11. 在中,于点,下列不能判定为直角三角形的是
A. ,,
B. ,,
C. ,,
D. ,,
12. 如图,用与底面成角的平面截圆柱得一椭圆截线,则该椭圆的离心率为
A. B. C. D. 非上述结论
二、填空题(共5小题;共25分)
几何证明专题
一、解答题
1 .如图,∠BAC 的平分线与BC 和外接圆分别相交于D 和E,延长AC 交过D 、E 、C 三点的圆
于点F.
(Ⅰ)求证:EA ED EF 2∙=;
(Ⅱ)若3EF ,6AE ==,求AC AF ∙的值.
2
3 .如图,已知0和M 相交于A、B两点,AD 为M 的直径,直线BD 交O 于点C,点G 为弧BD 中点,连结 AG
分别交0、BD 于点E 、F,连结CE.
22
CE
EF =
4.如图,已知C、F是以AB为直径的半圆O上的两点,且CF=CB,过C作CD⊥AF交AF的延长线与点D.
(1)证明:CD为圆O的切线;
(2)若AD=3,AB=4,求AC的长.
=, 5.如图,⊙O的直径AB的延长线与弦CD的延长线相交于点P.E为⊙O上一点,AC AE DE交AB于点F.
(I)证明:DF·EF=OF·FP;
(II)当AB=2BP时,证明:OF=BF.
6.如图,⊙O1与⊙O2相交于点A,B,⊙O1的切线AC交⊙O2于另一点C,⊙O2的切线AD交⊙O1于另一点D,DB的延长线交⊙O2于点E.
(Ⅰ)求证:AB2=BC·BD;
(Ⅱ)若AB =1,AC =2,AD=2,求BE.
7.已知PA 与圆O 相切于点A ,经过点O 的割线PBC 交圆O 于点C B 、,APC ∠的平分线
分别交AC AB 、于点E D 、.
(1)证明:ADE AED ∠=∠; (2)若AP AC =,求PC PA
的值
.
8.如图,半圆O 的直径AB 的长为4,点C 平分弧AE ,过C 作AB 的垂线交AB 于D ,交AE 于F .
高二数学几何选讲试题答案及解析
1.如图,已知⊙与⊙外切于点,是两圆的外公切线,,为切点,与的延长线相交于点,延长交⊙于点,点在延长线上.
(1)求证:是直角三角形;
(2)若,试判断与能否一定垂直?并说明理由.
(3)在(2)的条件下,若,,求的值.
【答案】(1)证明略;(2);(3)
【解析】(1)从圆外一点可以引圆的两条切线,它们的切线长相等,这一点和圆心的连线,平分两条切线的夹角;(2)判断三角形相似:一是平行于三角形一边的直线截其它两边所在的直线,截得的三角形与原三角形相似;二是如果一个三角形的两个角与另一个三角形的两个角对应相等, 那么这两个三角形相似;三是如果两个三角形的两组对应边的比相等,并且相应的夹角相等, 那么这两个三角形相似;四是如果两个三角形的三组对应边的比相等,那么这两个三角形相似;五是对应角相等,对应边成比例的两个三角形叫做相似三角;(3)切割线定理:切割线定理,是圆幂定理的一种,从圆外一点引圆的切线和割线,切线长是这点到割线与圆交点的两条线段长的比例中项.
试题解析:解:(1)证明:过点作两圆公切线交于,由切线长定理得
,∴为直角三角形 3分
(2)
证明:∵,
∴,又,
∴∽
∴即. 6分
(3)由切割线定理,,
∴
∴. 9分
【考点】(1)切线长定理;(2)相似三角形的应用;(3)切割线定理的应用.
2.如图,过圆内接四边形的顶点引圆的切线,为圆直径,若∠=,则∠
=( )
A.B.C.D.
【答案】B
【解析】连接OC,则,,;在中,
,.
考点:圆的切线.
3.如图,已知C点在圆O直径BE的延长线上,CA切圆O于A点,DC是∠ACB的平分线交AE于点F,交AB于D点.
几何证明选讲专题
1.如图所示,在四边形ABCD 中,//,//EF BC FG AD ,则
EF FG
BC AD
+=
1 由平行线分线段成比例可知
,EF AF FG FC BC AC AD AC ==,所以1EF FG AF FC
BC AD AC
++==
2.在平行四边形ABCD 中,点E 在边AB 上,且:1:2,AE EB DE =与AC 交于点F ,若
AEF ∆的面积为6cm 2,则ABC ∆的面积为 cm 2
72 不妨设,AEF ABC ∆∆,AE AB 边上的高分别为12,h h ,因为四边形ABCD 为平行四边 形,:1:2,AE EB =,所以12:1:3,:1:3,:1:4AE AB EF FD h h ===,所以
:1:12AEF ABC S S ∆∆=,从而ABC ∆的面积为72 cm 2
3.如图,圆O 上一点C 在直径AB 上的射影为D ,4,8CD BD ==,则圆O 的半径等于
5 由直角三角形射影定理2
CD BD DA =⋅可知2DA =,10AB =,即半径为5 4.如图,从圆O 外一点P 作圆O 的割线,,PAB PCD AB 是圆O 的直径,若
4,5,3PA PC CD ===,则CBD ∠=
30 由割线定理知PA PB PC PD ⋅=⋅,即4(4)5(53)AB ⨯+=⨯+,得6AB =
即圆O 的半径为3,因为弦3CD =,所以60COD ∠=
,从而1
302
CBD COD ∠=
∠= 5.已知PA 是圆O 的切线,切点为A ,2,PA AC =是圆O 的直径,PC 与圆O 交于点B ,
《几何证明选讲》习题一考试大纲说明的具体要求:
1.了解平行线截割定理,会证直角三角形射影定理.
2会证圆周角定理、圆的切线的判定定理及性质定理.
3.会证相交弦定理、圆内接四边形的性质定理与判定定理、切割线定理.
4.了解平行投影的含义,通过圆柱与平面的位置关系,了解平行投影;
会证平面与圆柱面的截线是椭圆(特殊情形是圆).
5.了解下面定理:
定理在空间中,取直线l为轴,直线l′与l相交于点O,
其夹角为α,l′围绕l旋转得到以O为顶点,l′为母线
的圆锥面,任取平面π,若它与轴l交角为β(π与l平行,
记β=0),则:
①β>α,平面π与圆锥的交线为椭圆;
②β=α,平面π与圆锥的交线为抛物线;
③β<α,平面π与圆锥的交线为双曲线.
一、基础知识填空:
1.平行线等分线段定理:如果一组平行线在一条直线上截得的线段相等,那么在
其他直线上截得的线段_________.
推论1: 经过三角形一边的中点与另一边平行的直线必______________.
推论2: 经过梯形一腰的中点,且与底边平行的直线________________.
2.平行线分线段成比例定理:三条平行线截两条直线,所得的________________成比例.
推论:平行于三角形一边的直线截其他两边(或两边的延长线)所得的对应线段___________. 3.相似三角形的性质定理:相似三角形对应高的比、对应中线的比、对应角平分线的比都等于______;相似三角形周长的比、外接圆的直径比、外接圆的周长比都等于_________________;相似三角形面积的比、外接圆的面积比都等于____________________;
高二数学几何选讲试题答案及解析
于点,过点作两
1.如图,已知⊙与⊙相交于、两点,过点A作⊙的切线交⊙O
2
圆的割线,分别交⊙、⊙于点、,与相交于点.
(1)求证:;
(2)若是⊙的切线,且,,求的长.
【答案】(1)证明见解析;(2)
【解析】(1)圆的切线的性质定理圆的切线垂直于过切点的半径,推论1经过圆心且垂直于切
线的直线必过切点,推论2经过切点且垂直于切线的直线必过圆心;(2)圆的切线的性质定理
经过半径的外端并且垂直于这条半径的直径是圆的切线;若已知条件中直线与圆的公共点不明确,则应过圆心作直线的垂线,得到垂线段,设法证明这条垂线段的长等于圆的半径;(3)掌握与
圆有关的比例线段,如相交弦定理,割线定理,切割线定理,切线长定理.
试题解析:解:(I)∵AC是⊙O
的切线,∴∠BAC=∠D,
1
又∵∠BAC=∠E,∴∠D=∠E,∴AD∥EC. 5分
(II)设BP=x,PE=y,∵PA=6,PC=2,
∴=12 ①
∵AD∥EC,∴,∴②
由①、②解得(∵x>0,y>0)
∴DE=9+x+y=16,
∵AD是⊙O
的切线,∴AD2=DB·DE=9×16,∴AD=12. 11分
2
【考点】(1)证明直线与直线平行;(2)求切线长.
2.如图,在△ABC中,AB=8,AC=7,BC=6,D是AB的中点,∠ADE=∠ACB,则DE=
_________.
【答案】.
【解析】首先由知,∽,所以.然后因为AB=8,D是AB的
中点,所以.又AC=7,BC=6,所以,即.
【考点】相似三角形的性质.
3.如图,AC为⊙O的直径,OB⊥AC,弦BN交AC于点M.若OC=,OM=1,则MN=
高三数学几何选讲试题答案及解析
1.如图,⊙O过平行四边形ABCT的三个顶点B,C,T,且与AT相切,交AB的延长线于点
D.
(1)求证:AT2=BT·AD;
(2)E、F是BC的三等分点,且DE=DF,求∠A.
【答案】(1)见解析;(2)45°
【解析】(1)利用圆的切割线定理,寻求相关线段的关系;(2)充分利用弦切角等于同弧所对圆心角求解∠A.
试题解析:(Ⅰ)证明:
因为∠A=∠TCB,∠ATB=∠TCB,
所以∠A=∠ATB,所以AB=BT.
又AT 2=AB×AD,所以AT 2=BT×AD. 4分
(Ⅱ)取BC中点M,连接DM,TM.
由(Ⅰ)知TC=TB,所以TM⊥BC.
因为DE=DF,M为EF的中点,所以DM⊥BC.
所以O,D,T三点共线,DT为⊙O的直径.
所以∠ABT=∠DBT=90°.
所以∠A=∠ATB=45°. 10分
考点:平面几何证明
2.如图,是半圆的直径,是半圆上异于的点,,
垂足为.若,,则半圆的面积为.
【答案】
【解析】设半圆O的半径为r,则AB=2r,因为是半圆上异于的点,∴,∴==(2r-2)×2r,∴,解得r=3,所以半圆的面积为
.
考点: 射影定理;圆周角定理;圆的面积公式
3.如图所示,是等腰三角形,是底边延长线上一点,
且,,则腰长= .
【答案】
【解析】以为圆心,以为半径作圆,则圆经过点,即,设与圆交于点
且延长交圆与点,由切割线定理知,即,得,所以.
【考点】切割线定理.
4.如图,已知,是的两条弦,,,,则的半径等于
________.
【答案】
【解析】设线段交于点D延长交圆与另外一点,因为且为圆半径,
⼏何证明选讲知识点汇总与练习(内含答案)
《⼏何证明选讲》知识点归纳与练习(含答案)
⼀、相似三⾓形的判定及有关性质
平⾏线等分线段定理
平⾏线等分线段定理:如果⼀组平⾏线在⼀条直线上截得的线段相等,那么在其他直线上截得的线段也相等。推理1:经过三⾓形⼀边的中点与另⼀边平⾏的直线必平分第三边。
推理2:经过梯形⼀腰的中点,且与底边平⾏的直线平分另⼀腰。
平分线分线段成⽐例定理
平分线分线段成⽐例定理:三条平⾏线截两条直线,所得的对应线段成⽐例。
推论:平⾏于三⾓形⼀边的直线截其他两边(或两边的延长线)所得的对应线段成⽐例。
相似三⾓形的判定及性质
相似三⾓形的判定:
定义:对应⾓相等,对应边成⽐例的两个三⾓形叫做相似三⾓形。相似三⾓形对应边的⽐值叫做相似⽐(或相似系数)。
由于从定义出发判断两个三⾓形是否相似,需考虑6个元素,即三组对应⾓是否分别相等,三组对应边是否分别成⽐例,显然⽐较⿇烦。所以我们曾经给出过如下⼏个判定两个三⾓形相似的简单⽅法:
(1)两⾓对应相等,两三⾓形相似;
(2)两边对应成⽐例且夹⾓相等,两三⾓形相似;
(3)三边对应成⽐例,两三⾓形相似。
预备定理:平⾏于三⾓形⼀边的直线和其他两边(或两边的延长线)相交,所构成的三⾓形与三⾓形相似。
判定定理1:对于任意两个三⾓形,如果⼀个三⾓形的两个⾓与另⼀个三⾓形的两个⾓对应相等,那么这两个三⾓形相似。简述为:两⾓对应相等,两三⾓形相似。
判定定理2:对于任意两个三⾓形,如果⼀个三⾓形的两边和另⼀个三⾓形的两边对应成⽐例,并且夹⾓相等,那么这两个三⾓形相似。简述为:两边对应成⽐例且夹⾓相等,两三⾓形相似。
高中数学高考总复习几何证明选讲习题
(附参考答案)
一、选择题
1.已知矩形ABCD ,R 、P 分别在边CD 、BC 上,E 、F 分别为AP 、PR 的中点,当P 在BC 上由B 向C 运动时,点R 在CD 上固定不变,设BP =x ,EF =y ,那么下列结论中正确的是( )
A .y 是x 的增函数
B .y 是x 的减函数
C .y 随x 的增大先增大再减小
D .无论x 怎样变化,y 为常数 [答案] D
[解析] ∵E 、F 分别为AP 、PR 中点,∴EF 是△P AR 的中位线,∴EF =1
2AR ,∵R 固
定,∴AR 是常数,即y 为常数.
2.(2010·湖南考试院)如图,四边形ABCD 中,DF ⊥AB ,垂足为F ,DF =3,AF =2FB =2,延长FB 到E ,使BE =FB ,连结BD ,EC .若BD ∥EC ,则四边形ABCD 的面积为( )
A .4
B .5
C .6
D .7 [答案] C
[解析] 由条件知AF =2,BF =BE =1, ∴S △ADE =12AE ×DF =1
2
×4×3=6,
∵CE ∥DB ,∴S △DBC =S △DBE ,∴S 四边形ABCD =S △ADE =6.
3.(2010·广东中山)如图,⊙O 与⊙O ′相交于A 和B ,PQ 切⊙O 于P ,交⊙O ′于Q 和M ,交AB 的延长线于N ,MN =3,NQ =15,则PN =( )
A .3 B.15 C .3 2 D .3 5 [答案] D
[解析] 由切割线定理知:
PN 2=NB ·NA =MN ·NQ =3×15=45, ∴PN =3 5.
几何证明
1.〔·陕西高考理科·T15〕如图,Rt ABC ∆的两条直角边AC,BC 的长分别为3cm,4cm,以AC 为直径的圆与AB 交于点D, 那么
BD
DA
= . 此题考查几何证明选做题的解法,属送分题
【思路点拨】条件⇒AD AC
Rt ADC Rt ADC Rt ACB AD BD AC AB
∆⇒∆≅∆⇒
=⇒⇒⇒结论 【标准解答】因为以AC 为直径的圆与AB 交于点D,所以090,ADC ∠=ADC Rt ADC ∆∆为,
29916,,,5555
AD AC AC Rt ADC Rt ACB AD BD AB AD AC AB AB ∴∆≅∆∴====-=-=,
BD DA ∴
=16
9
【答案】
169
2.〔·陕西高考文科·T15〕如图,Rt △ABC 的两条直角边AC ,BC 的长分别为3cm ,4cm ,以AC 为直径的圆与AB 交于点D ,那么BD = cm. 此题考查几何证明选做题的解法,属送分题
【思路点拨】条件⇒AD AC
Rt ADC Rt ADC Rt ACB AD BD AC AB
∆⇒∆≅∆⇒
=⇒⇒ 【标准解答】因为以AC 为直径的圆与AB 交于点D,所以0
90,ADC ∠=ADC Rt ADC ∆∆为,
29916,,,5555
AD AC AC Rt ADC Rt ACB AD BD AB AD AC AB AB ∴∆≅∆∴====-=-=,
【答案】16
5
3.〔·北京高考理科·T12〕如图,O 的弦E D ,CB 的延长线 交于点A 。假设BD ⊥AE ,AB =4, B C =2, AD =3, 那么DE = ;CE = 。 此题考查几何证明的知识。
专题1 几何证明选讲(文科)
【三年高考】
1. 【2016高考天津】如图,AB是圆的直径,弦CD与AB相交于点E,BE=2AE=2,BD=ED,则线段CE的长为__________.
【答案】
2.【2016高考新课标1卷】如图,△OAB是等腰三角形,∠AOB=120°.以O为圆心,OA为半径作圆.
(I)证明:直线AB与O相切;
(II)点C,D在⊙O上,且A,B,C,D四点共圆,证明:AB∥CD.
【解析】(Ⅰ)设是的中点,连结,因为,所以
,.在中,,即到直线的距离等于圆的半径,所以直线与⊙相切.
(Ⅱ)因为,所以不是四点所在圆的圆心,设是四点所在圆的圆心,
作直线.由已知得在线段的垂直平分线上,又在线段的垂直平分线上,所以.同理可证,.所以.
3.【2016高考新课标2】如图,在正方形中,分别在边上(不与端点重合),且,过点作,垂足为.
(Ⅰ) 证明:四点共圆;
(Ⅱ)若,为的中点,求四边形的面积.
4.【2016高考新课标3】如图,中的中点为,弦分别交于两点.
(I)若,求的大小;
(II)若的垂直平分线与的垂直平分线交于点,证明.
【解析】(Ⅰ)连结,则.因为,所以,又,所以.又
,所以,因此.
(Ⅱ)因为,所以,由此知四点共圆,其圆心既在的垂直平分线上,又在的垂直平分线上,故就是过四点的圆的圆心,所以在
的垂直平分线上,又也在的垂直平分线上,因此.
5.【2015高考新课标2,】如图,为等腰三角形内一点,圆与的底边交于、
两点与底边上的高交于点,与、分别相切于、两点.
(Ⅰ)证明:;
(Ⅱ)若等于的半径,且,求四边形的面积.
高三数学解析几何试题答案及解析
1.(本小题满分10分)选修4-1:几何证明选讲
如图,是圆的直径,是半径的中点,是延长线上一点,且,直线与圆
相交于点、(不与、重合),与圆相切于点,连结,,
.
(Ⅰ)求证:;
(Ⅱ)若,求.
【答案】(Ⅰ)详见解析(Ⅱ)
【解析】(Ⅰ)证明目标可看做线段成比例,即证明思路确定为证明三角形相似:利用切割线定
理得:,又由与相似,得;所以(Ⅱ)由(1)知,,与相似,则,所以
试题解析:(1)连接,,,
为等边三角形,则,
可证与相似,得;
又,则
(2)由(1)知,
,与相似,则
因为,所以
【考点】三角形相似,切割线定理
2.(本小题满分10分)选修4—4:坐标系与参数方程
在直角坐标系中,直线的参数方程为为参数),以该直角坐标系的原点为极点,
轴的正半轴为极轴的极坐标系下,圆的方程为.
(Ⅰ)求直线的普通方程和圆的圆心的极坐标;
(Ⅱ)设直线和圆的交点为、,求弦的长.
【答案】(Ⅰ)的普通方程为,圆心;(Ⅱ).
【解析】(Ⅰ)消去参数即可将的参数方程化为普通方程,在直角坐标系下求出圆心的坐标,
化为极坐标即可;(Ⅱ)求出圆心到直线的距离,由勾股定理求弦长即可.
试题解析:(Ⅰ)由的参数方程消去参数得普通方程为 2分
圆的直角坐标方程, 4分
所以圆心的直角坐标为,因此圆心的一个极坐标为. 6分
(答案不唯一,只要符合要求就给分)
(Ⅱ)由(Ⅰ)知圆心到直线的距离, 8分
所以. 10分
【考点】1.参数方程与普通方程的互化;2.极坐标与直角坐标的互化.
:的焦点,且抛物线3.(本题满分12分)如图,O为坐标原点,点F为抛物线C