2011年廣東卷高考數學理科第21題(壓軸題):
在平面直角坐標系上,給定拋物線
.實數滿足,是方程的兩根,記.
(1) 過點
()作的切線交軸于點.證明:對線段上的任一點,有
;
(2) 設是定點,其中滿足,.過作的兩條切線,切點分別為
,
,與軸分別交于.線段上異于兩端點的點集記為.證明:
(3) 記
,當取遍時,求的最小值(記為)和最大值(記為).
分析與解(1)法一顯然
在拋物線上,于是過點的拋物線的切線方程為
若,則線段的方程為
若,則線段的方程為
又若,則方程的兩根為
,若在線段上,則
從而,從而兩根為
當時,,則
當時,,則
因此原命題得證.
法二過點的拋物線的切線方程為
于是有
,從而考慮方程
的兩根即可.
記方程左邊為,則有
所以方程的一根為
,另一根
,從而知
.
(2) 由題意知的方程分別為
聯立解得點的坐標為
.從而考慮方程
它的兩根為
,所以
.
由此知等價于
.下面證明當與它們等價:
由(1)知時,
;
若,有
從而有.
(3) 如圖,表示直線與拋物線
所圍成的封閉區域(包含邊界),其中,是直線與拋物線的兩個交點.
當點時,有
從而其中.于是有
從而
因此.
設,其中,則
所以
.
綜上所述,且