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這樣求最大值,您見過嗎?與向量、拋物線相關(guān)的高考數(shù)學(xué)真題

 123xyz123 2022-05-24 發(fā)布于湖南

這道高考數(shù)學(xué)真題,可以復(fù)習(xí)到拋物線的準(zhǔn)線方程、焦點坐標(biāo)、向量關(guān)系,均值不等式以及求直線斜率的最大值等問題。而且求最大值的方法比較特別,對高考復(fù)習(xí)非常有幫助。題目是這樣的:

已知拋物線C: y^2=2px(p>0)的焦點F到準(zhǔn)線的距離為2.

(1)求C的方程;

(2)已知O為坐標(biāo)原點,點P在C上,點Q滿足向量PQ=9倍向量QF,求直線OQ斜率的最大值.

分析:(1)第一小題自然是送分題了,只要知道拋物線的準(zhǔn)線方程是x=-p/2,以及焦點坐標(biāo)是F(p/2,0)。就相當(dāng)于求點(p/2,0)到直線x=-p/2的距離,求它們的差的絕對值,就可以得到p的值,這里求得p=2. 從而得到拋物線C的方程。

(2)可以設(shè)P點,Q點的坐標(biāo),結(jié)合F(1,0),由向量PQ=9倍向量QF,就可以表示出Q點的坐標(biāo)。其中運用到的向量知識有:

I. 向量等于終點坐標(biāo)減去起點坐標(biāo),比如向量QF=(Fx-Qx, Fy-Qy).

II. 常數(shù)與向量的積,可以運用分配律,將常數(shù)乘到向量中,比如9倍向量QF=(9(Fx-Qx), 9(Fy-Qy)).

III. 相等的向量,x值和y值分別相等。

從而可以用Qy/Qx表示OQ的斜率,并求得斜率的最大值。其中有一些要注意的地方,見解題過程:

文章圖片1

解:(1)由p/2-(-p/2)=2, 得p=2, ∴C的方程為: y^2=4x.

(2)F(1,0),可設(shè)P(a^2/4,a), Q(x,y),【也可以設(shè)P(b,根號(2b))】

由向量PQ=9倍向量QF,有

(x-a^2/4, y-a)=9(1-x, -y),

即x-a^2/4=9-9x, y-a=-9y,

解得:x=a^2/40+9/10, y=a/10,

直線OQ的斜率k=y/x=a/(a^2/4+9), 僅當(dāng)a>0時, k取得最大值. 【接下來是這道題最關(guān)鍵的一步,由于直接求k的最大值并不容易,我們可以變換思路,通過求它的倒數(shù)1/k的最小值來實現(xiàn)】

又1/k=(a^2/4+9)/a=a/4+9/a≥2倍根號((a/4)·(9/a))=3. 【即當(dāng)a>0時,1/k的最小值是3】

∴k=1/3是直線OQ斜率的最大值.

怎么樣?這道題包含的知識量足夠豐富吧!

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