高考数学最后一题(压轴大题)
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高考数学最后一题
1.(12分)已知抛物线、椭圆和双曲线都经过点()1,2M ,它们在x 轴上有共同焦点,椭圆和双曲线的对称轴是坐标轴,抛物线的顶点为坐标原点.
(Ⅰ)求这三条曲线的方程;
(Ⅱ)已知动直线l 过点()3,0P ,交抛物线于,A B 两点,是否存在垂直于x 轴的直线l '被以AP 为直径的圆截得的弦长为定值?若存在,求出l '的方程;若不存在,说明理由.
解:(Ⅰ)设抛物线方程为()220y px p =>,将()1,2M 代入方程得2p =
24y x ∴= 抛物线方程为: ………………………………………………(1分)
由题意知椭圆、双曲线的焦点为()()211,0,1,0,F F -∴ c=1…………………(2分) 对于椭圆,
1222a MF MF =+
+
(
2
2
2222211321
a a
b a
c ∴=+∴=+=+∴=-=+∴= 椭圆方程为:………………………………(4分)
对于双曲线,1222a MF MF '=-=
2222221321
a a
b
c a '∴'∴=-'''∴=-=∴= 双曲线方程为:………………………………(6分)
(Ⅱ)设AP 的中点为C ,l '的方程为:x a =,以AP 为直径的圆交l '于,D E 两点,DE 中点为H
令()11113,,,22x y A x y +⎛⎫
∴ ⎪⎝
⎭ C ………………………………………………(7分)
()111231
23
22
DC AP x CH a x a ∴=
+=-=-+
()()(
)22
2
2
2
2111212
1132344-23246222
DH DC CH x y x a a x a a
a DH DE DH l x ⎡⎤⎡⎤∴=-=
-+--+⎣⎦⎣
⎦=-+==-+=∴=='= 当时,为定值; 此时的方程为: …………(12分)
2.(14分)已知正项数列{}n a 中,16a =
,点(n n A a 在抛物线21y x =+上;数列{}n b 中,点
(),n n B n b 在过点()0,1,以方向向量为()1,2的直线上.
(Ⅰ)求数列{}{},n n a b 的通项公式;
(Ⅱ)若()()()
n n a f n b ⎧⎪=⎨⎪⎩, n 为奇数, n 为偶数,问是否存在k N ∈,使()()274f k f k +=成立,若存在,求出k
值;若不存在,说明理由; (Ⅲ)对任意正整数n
,不等式
1
120111111n n n a
b b b +-
≤⎛⎫⎛⎫⎛⎫
+++ ⎪ ⎪⎪⎝⎭⎝⎭
⎝⎭
成立,求正数a 的取值范围.
解:(Ⅰ)将点(n n A a 代入21y x =+中得
()11111115:21,21
n n n n n n a a a a d a a n n l y x b n ++=+∴-==∴=+-⋅=+=+∴=+ 直线 …………………………………………(4分)
(Ⅱ)()()()521n f n n ⎧+⎪=⎨+⎪⎩, n 为奇数, n 为偶数………………………………(5分)
()()
()()()()27274275421,4
2735
227145,2
4k k f k f k k k k k k k k k k ++=∴++=+∴=+∴+
+=+∴==当为偶数时,为奇数, 当为奇数时,为偶数, 舍去综上,存在唯一的符合条件。
……………………(8分)
(Ⅲ)由
1
120111111n n n a b b b +-
≤⎛⎫⎛⎫⎛⎫
+++ ⎪ ⎪⎪⎝⎭⎝⎭
⎝⎭
()()()()
121212111
111111231111111231
111111111251231232424
1232525n n n n n a b b b n f n b b b n f n b b b b n f n n n n n f n b n n n ++⎛⎫⎛⎫⎛⎫≤
+++ ⎪ ⎪⎪+⎝⎭⎝⎭⎝⎭
⎛⎫
⎛⎫⎛⎫=+++ ⎪
⎪⎪+⎝⎭⎝⎭⎝⎭
⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫∴+=++++ ⎪⎪
⎪⎪+⎝⎭⎝⎭⎝
⎭⎝⎭+⎛⎫++++∴=
⋅+=⋅= ⎪+++⎝⎭即记 ()()()()()22
min 252341616
1
41615
1,1
4451,315545015
n n n n n n f n f n f n f n f a +⋅+++=
>++∴+>∴==⋅
=∴<≤
即递增,
………………………………(14分)
3.(本小题满分12分)将圆O: 4y x 2
2
=+上各点的纵坐标变为原来的一半 (横坐标不变), 得到曲线C. (1) 求C 的方程;
(2) 设O 为坐标原点, 过点)0,3(F 的直线l 与C 交于A 、B 两点, N 为线段AB 的中点, 延长线段ON 交C 于点E.
求证: ON 2OE =的充要条件是3|AB |= .
解: (1)设点)y ,x (P '' , 点M 的坐标为)y ,x ( ,由题意可知⎩
⎨⎧='=',y 2y ,
x x ………………(2分)
又,4y x 2
2
='+'∴1y 4
x 4y 4x 22
2
2=+⇒=+. 所以, 点M 的轨迹C 的方程为1y 4
x 22
=+.………………(4分) (2)设点)y ,x (A 11 , )y ,x (B 22 , 点N 的坐标为)y ,x (00 , ㈠当直线l 与x 轴重合时, 线段AB 的中点N 就是原点O, 不合题意,舍去; ………………(5分) ㈡设直线l: ,3my x +=
由⎪⎩⎪⎨⎧=++=4
y 4x 3my x 22消去x,