2011年广东卷高考数学理科第21题(压轴题):
在平面直角坐标系上,给定抛物线
.实数满足,是方程的两根,记.
(1) 过点
()作的切线交轴于点.证明:对线段上的任一点,有
;
(2) 设是定点,其中满足,.过作的两条切线,切点分别为
,
,与轴分别交于.线段上异于两端点的点集记为.证明:
(3) 记
,当取遍时,求的最小值(记为)和最大值(记为).
分析与解(1)法一显然
在抛物线上,于是过点的抛物线的切线方程为
若,则线段的方程为
若,则线段的方程为
又若,则方程的两根为
,若在线段上,则
从而,从而两根为
当时,,则
当时,,则
因此原命题得证.
法二过点的抛物线的切线方程为
于是有
,从而考虑方程
的两根即可.
记方程左边为,则有
所以方程的一根为
,另一根
,从而知
.
(2) 由题意知的方程分别为
联立解得点的坐标为
.从而考虑方程
它的两根为
,所以
.
由此知等价于
.下面证明当与它们等价:
由(1)知时,
;
若,有
从而有.
(3) 如图,表示直线与抛物线
所围成的封闭区域(包含边界),其中,是直线与抛物线的两个交点.
当点时,有
从而其中.于是有
从而
因此.
设,其中,则
所以
.
综上所述,且