【文档说明】《精准解析》福建省福州市八县(市)协作校2022-2023学年高二上学期期末联考数学试题(解析版).docx,共(23)页,1.168 MB,由小赞的店铺上传
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福州市八县(市)协作校2022-2023学年第一学期期末联考高二数学试卷【完卷时间:120分钟:满分150分】命题:福建师范大学附属福清德旺中学吴国宁林希雅一、单选题(本题共8小题,每小题5分,共40分.在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目
要求的.1.过点()1,3−且平行于直线230xy−+=的直线方程为()A.270xy−+=B.210xy+−=C.250xy−−=D.250xy+−=【答案】A【解析】【分析】首先根据平行关系设直线方程()203xy
cc−+=,再代入点的坐标,求直线方程.【详解】设与直线230xy−+=平行的直线是()203xycc−+=,代入点()13−,得160c−−+=,得7c=,所以直线方程是270xy−+=.故选:A
2.若圆221:430Cxyx+−+=与圆222:(2)(3)Cxym+++=有且仅有一条公切线,则m=()A.16B.25C.36D.16或36【答案】C【解析】【分析】将圆化成标准方程,求出圆心和半径,由题可判断两圆内切,结合圆心距等于半径
差可求m.【详解】根据题意,圆221:430Cxyx+−+=,即22(2)1xy−+=,其圆心为(2,0),半径为1,圆222:(2)(3)Cxym+++=,圆心为(2,3)−−,半径为m,两圆的圆心距1695d=+=,若两
圆有且仅有一条公切线,则两圆内切,则有|1|5m−=,又由0m,解可得36m=,故选:C.3.已知点A(m,n)在椭圆22142xy+=上,则222mn+的最大值是.()A.6B.8C.3D.2【答案】B【解析】【分析】由已知条件得出
2242mn=−,利用椭圆的有界性得出202n,由此可求得222mn+的取值范围,即可得解.【详解】由题意可得22142mn+=,则2242mn=−,故222283mnn+=−.因为22n−,所以202n,所以22838n−,即22228mn+.
因此,22mn+的最大值8.故选:B.4.已知()0,4A,双曲线22145xy−=的左、右焦点分别为1F,2F,点P是双曲线左支上一点,则2||PAPF+的最小值为()A.5B.7C.9D.11【答案】C【解析】【分析】根据双曲线的方程,求得焦点坐标,由双
曲线的性质,整理2PAPF+,利用三角形三边关系,可得答案.【详解】由双曲线22145xy−=,则224,5ab==,即2229cab=+=,且()()12,,,0330FF−,由题意,212PFPFa−=22211223449PAPFPAaPFAFa+=+++=++=,当且仅当1,,
APF共线时,等号成立.故选:C.5.中国古代数学著作《算法统综》中有这样一个问题:“三百七十八里关,初步健步不为难,次日脚痛减一半,六朝才得到其关,要见次日行里数,请公仔仔细算相还”.其大意为:“有一人走378里路,第一天健步行
走,从第二天起脚痛每天走路程为前一天的一半,走了6天后到达目的地”.则下列说法正确的是()A.该人第五天走的路程为14里的B.该人第三天走的路程为42里C.该人前三天共走的路程为330里D.该人最后三天共走的路程为42里【答案】D【解析】【分析】由题意可知该人每天走的路程构成
了公比为12q=的等比数列{}na,由题意求出首项,可得其通项公式,即可求出35,aa,判断A,B;求出363,SSS−可判断C,D.【详解】由题意可知该人每天走的路程构成了公比为12q=的等比数列{}na,设数列前n项和为nS,则6378S=,故1661(1)2378112aS−==−,解得1
192a=,则111922nna−=,故541192122a==,该人第五天走的路程为12里,A错误;321192482a==,该人第三天走的路程为48里,B错误;331192(1)2336112S−==−,该人前三天共走的路程为336里,C错误;由63378
33642SS−=−=(里),可知该人最后三天共走的路程为42里,D正确,故选:D6.已知两个等差数列{na}和nb}的前n项和分别为nS和nT,且231nnSnTn+=+,则56ab的值为()A.74B.136C.157D.2【答案】
A【解析】【分析】由题,可设()23nSknn=+,()1nTknn=+,则554665aSSbTT−=−.【详解】因等差数列前n项和为关于n的不含常数项的二次函数,又231nnSnTn+=+,则可设()23nSknn=+,()1nTknn=+,则55
466565442174230124aSSkkkbTTkkk−−====−−.故选:A7.已知双曲线2222:1(0,0)xyCabab−=的左、右焦点分别为1F,2F,过1F的直线与C的两条渐近线分别交于A,B两点,若A为线段1BF
的中点,且12BFBF⊥,则C的离心率为()A.3B.2C.31+D.3【答案】B【解析】【分析】由题意可得12BFF△为直角三角形,再结合A为线段1BF的中点,可得AO垂直平分1BF,可表示出直线12BFBF,,再联立渐近线方程可以得到a,b,c的关系,进而得到双曲线离心率【详
解】由题意可知,过1F的直线与C的两条渐近线分别交于A,B两点,当两个交点分别在第二和第三象限时不符合,A为线段1BF的中点,当交点在x轴上方或x轴下方时,根据对称性结果是一样的,选择一种即可,如图.根据双曲线可得,1(,0)Fc−,2(,0)Fc,两条渐近线方程byxa=,12BFB
F⊥,O为12FF的中点,12BOOFOFc===,又A为线段BF1的中点,OA垂直平分1BF,可设直线1BF为()ayxcb=+①,直线2BF为()byxca=−−②,直线BO为byxa=③,由②③得,交点坐标(,)22c
bcBa,点B还在直线1BF上,()22bcaccab=+,可得223ba=,22224caba=+=,所以双曲线C的离心率2cea==,故选:B8.曲线21615Cxyy=−+−:上存在两点A,B到直线1y=−距离等于到()0,1F的距离,则AFBF+=()A.12B.13
C.14D.15【答案】C【解析】【分析】由题可知A,B为半圆C与抛物线24xy=的交点,利用韦达定理及抛物线的定义即求.【详解】由曲线2:1615Cxyy=−+−,可得2216150xyy+−+=,即()22849,0xyx+−=,为圆心为(
)0,8C,半径为7的半圆,又直线1y=−为抛物线24xy=的准线,点()0,1F为抛物线24xy=的焦点,依题意可知A,B为半圆C与抛物线22xy=的交点,由()222849,04xyxxy+−==,得212150yy−+=
,设()()1122,,,AxyBxy,则()2124115840=−−=,1212yy+=,∴121114AFBFyy+=+++=.故选:C.二、多选题(本题共4小题,每小题5分,共20分.在每小题给出的选项中,有多项符合题目要求.
全部选对的得5分,有选错的得0分,部分选对的得2分.)9.已知正方体1111ABCDABCD−,棱长为1,,EF分别为棱1,ABCC的中点,则()A.直线1AD与直线EF共面B.1AEAF⊥C.直线1AE与直线BF的所成角为60D.三棱锥1CADF−的体积为112【答案】BD【解析】【分析】如图
,以D为原点,以1,,DADCDD所在直线分别为,,xyz建立空间直角坐标系,对于A,利用面面平行性质结合平行公理分析判断,对于B,通过计算1AEAF进行判断,对于C,利用向量的夹角公式求解,对于D,利用11CADFACDFVV−−=求
解.【详解】如图,以D为原点,以1,,DADCDD所在直线分别为,,xyz建立空间直角坐标系,则(0,0,0),(1,0,0),(1,1,0),(0,1,0)DABC,1111(0,0,1),(1,0,1),(1,1,1),(0,1,1)
DABC,111,,0,0,1,22EF,对于A,假设直线1AD与直线EF共面,因为平面11ABBA∥平面11DCCD,平面1AEFD平面11ABBAAE=,平面11DCCD平面111ABBADF=,所以AE∥1DF,因为AE∥11CD,所以11CD∥1DF,矛盾,所
以直线1AD与直线EF不共面,所以A错误;对于B,因为11101,1,1,22AEAF=−=−,,,所以1110022AEAF=+−=,所以1AEAF⊥,所以1AEAF⊥,所以B正确,对于C,设直线1AE与直线BF的所成角为,因为11
101,1,0,22AEBF=−=−,,,所以1111212coscos,52111144AEBFAEBFAEBF====++,所以60,所以C错误,对于D,因AD⊥平面11DCCD,所以1111111111332212CADFACDFCDFVVSA
D−−====,所以D正确,故选:BD.10.已知椭圆22142xy+=的左、右焦点为1F,2F,点P在椭圆上,且不与椭圆的左、右顶点重合,则下列关于12PFF△的说法正确的有()A.12PFF△的周长为422+B.当1290PFF=时,
12PFF△的边12PF=C.当1260FPF=时,12PFF△的面积为233D.椭圆上有且仅有6个点P,使得12PFF△为直角三角形【答案】ACD【解析】【分析】根据椭圆的标准方程求得2,2ac==,进而求得124PFPF+=,1222FF=;根据1290PFF=,可求得11PF=;根
据余弦定理可求得1283PFPF=,进而求得面积;根据12PFF△为直角三角形分情况求得满足题意的点P的个数即可.【详解】解:由22142xy+=易得2,2ac==,∴12PFF△的周长为422+,故A对;令2x=−得1y=,
11PF=,故B错;设1122,PFrPFr==,由余弦定理得()2221212222cos60rrrr=+−,()2121238rrrr+−=,为1283rr=,∴121823sin60233PFFS==△,故C对;当1290PFF=,由
选项B的分析知满足题意的点P有2个;同理当2190PFF=,满足的点P也有2个;当2190FPF=,有12221248rrrr+=+=,解得12r=,所以满足题意的点P为椭圆的上下两顶点,综上满足
的点P共6个,故D对.故选:ACD.11.意大利著名数学家斐波那契在研究兔子的繁殖问题时,发现有这样的一列数:1,1,2,3,5,8,L.该数列的特点如下:前两个数均为1,从第三个数起,每一个数都等于它前面两个数的和.人们把这样的一列数组成的数列nF称为斐波那契数列,现将nF中的各项除
以4所得余数按原顺序构成的数列记为nM,则下列结论中正确的是()A.20221M=B.()*62646521,nnnMMMnn−−−=+NC.2222123202120212022FFFFFF++++=D.123202120221
FFFFF++++=−【答案】BC【解析】【分析】写出nM的前几项,通过观察可得数列的周期,进而结合数列nF的性质以及nM的定义,可判断A、B项;因为2112FFF=,可推得()2221212221223FFFFFFFFFF++===+,逐项代入即可得到C项;由21nnnFFF+
+=+,可得21nnnFFF++=−,逐项代入即可得到12320212023220231FFFFFFF=++++−=−,从而得到D项错误.【详解】因为11M=,21M=,32M=,43M=,51M=,60M=,根据数列
nF的性质以及nM的定义可得,71M=,81M=,92M=,103M=,111M=,120M=.同理可推得,当*kN时,有651kM−=,641kM−=,632kM−=,623kM−=,611kM−=,60
kM=,所以nM是以6为周期的周期数列,所以2022633760MMM===,所以A项错误;由周期性可知623nM−=,641nM−=,652212nM−==,故B正确;因为2112FFF=,可推得()2221212221223FFFFFFFFFF++
===+,逐项代入,可得2222222123202112232021FFFFFFFFF++++=++++()2221232021FFFFF=++++222332021FFFF=+++=()20212020202120212022FFFFF=+
=,所以C正确;因为1232021FFFF++++()()()()()()324354202120202022202120232022FFFFFFFFFFFF=−+−+−++−+−+−2023220231FFF=−=−,所以D错误.故选:BC.12.抛物线的光学性质为:从焦点F发出的光线经
过抛物线上的点P反射后,反射光线平行于抛物线的对称轴,且法线垂直于抛物线在点P处的切线.已知抛物线()220ypxp=上任意一点()00,Pxy处的切线为()00yypxx=+,直线l交抛物线于()11,Axy,()22,Bxy,抛物线在A,B两点处的
切线相交于点Q.下列说法正确的是()A.直线l方程为()121220pxyyyyy−+−=B.记弦AB中点为M,则QM平行x轴或与x轴重合C.切线QA与y轴的交点恰在以FQ为直径的圆上D.AFQQFB=【答案】BCD【解析】【分析】设l为xmyb=+,与抛物线联立,根据韦达定理用12
,yy表示出,mb,即可判断A项;根据已知可推出()11,Axy,()22,Bxy是一元二次方程()QQyypxx=+的两组解,又直线l方程为()121220pxyyyyy−++=,两式比较可得122QMyyyy+==,122Qyyxbp==−,即可判断B项;通过求出C
、D点坐标,推导FCQA⊥以及FDQB⊥,即可判断C项;根据抛物线的光学性质,结合已知条件,可推出AFQ△∽QFB△,进而推得AFQQFB=.【详解】设l为xmyb=+,0b,与抛物线联立得2220ypmypb−−=,必有0,1
22yypm+=,122yypb=−,∴122yymp+=,122yybp=−,代回l方程整理得:()121220pxyyyyy−++=,A项错误;由已知,抛物线在A点处的切线切线QAl:()11yypxx=+,在B两点处的切线
()22:QByypxxl=+,设点(),QQQxy,则满足方程组()()1122QQQQyypxxyypxx=+=+,则可知()11,Axy,()22,Bxy是一元二次方程()QQyypxx=+的两组解,由经过两点A,B的直线l有且仅有一条,故l方程为()QQyypxx=+,
变形为0QQpxyypx−+=,又直线l方程为()121220pxyyyyy−++=,两式对应系数得122QMyyyy+==,122Qyyxbp==−,所以QM平行x轴或与x轴重合,B项正确;如图,记切线()11:xQyypxA=+与y轴的交点110,pxCy,112FCxky=−,
1QApky=,∴12121FCQApxkky==−−,∴FCQA⊥,同理切线QB与y轴的交点D,亦有FDQB⊥,故180FCQFDQ+=o,所以F,C,Q,D四点共圆,且FQ为直径,C项正确;
如图,记切线QA与x轴的交点为S,过A作x轴平行线AN,由抛物线光学性质,FSAFAS=,由等腰SFA、直角SCF△、F,C,Q,D四点共圆(对同弦圆周角相等),可得如图五个角相等;同理,五个角相等.则AFQ△∽QFB△,∴AFQQFB=,D项正
确.故选:BCD.三、填空题(本题共4小题,每小题5分,共20分)13.已知空间向量()1,2,3a=,(),1,bmn=−,若ab∥,则mn+=______.【答案】2−【解析】【分析】利用向量平行可知ba=,然后计算即可.【详解】由题可知b
a=,所以有123mn=−==,解得123212mn=−=−=−,所以2mn+=−故答案为:2−14.过点()1,4A−作圆()()22231xy-+-=的切线l,则切线l的方程为_________.【答
案】4y=或34130xy+−=【解析】【分析】讨论切线l的斜率是否存在.当斜率存在时,设斜率为k,得到直线方程40kxyk−++=,根据圆心到直线的距离dr=,得到2430kk+=,解出k,代入直线方程即可.【详解】由已知圆心()2,3,半径1r=.又()
()221243101--+-=>,所以,点()1,4A−在圆外.当直线l斜率不存在时,直线l的方程为=1x−.此时,圆心到直线l的距离2(1)3dr=−−=,所以直线=1x−不是圆的切线;当直线l斜率存在时,设斜率为k,则直线l
的方程为()41ykx−=+,整理可得,40kxyk−++=.因为直线l与圆相切,所以圆心到直线的距离1dr==,即223411kkk−++=+,整理得,2430kk+=,解得,0k=或34k=−.当0k=时,直线方程为4y=;当34k
=−时,直线方程为()3414yx−=−+,化为一般式方程为34130xy+−=.所以切线l方程为4y=或34130xy+−=.故答案为:4y=或34130xy+−=.15.已知1F、2F分别是双曲线22:
14xCy−=的左、右焦点,动点P在双曲线的左支上,点Q为圆22:(2)1Gxy++=上一动点,则2||||PQPF+的最小值为________.【答案】6【解析】【分析】结合双曲线的定义以及圆的几何性质求得正确答案.【详解】双曲线22:14
xCy−=,2,1,5abc===,()()125,0,5,0FF−,圆22:(2)1Gxy++=的圆心为()0,2G−,半径1r=,P在双曲线的左支上,212124,4PFPFaPFPF−===+,所以214PQPFPQPF+=++,根据圆的几何性质可知,1PQPF+的最
小值是15412GFr−=+−=,的所以2PQPF+的最小值是246+=.故答案为:616.已知数列{na}的前n项和为nS,满足3nnSka=−(k是常数.101214ka=),,且23420222048aaaa++++=,则23420221111aa
aa++++=___________.【答案】128【解析】【分析】先由nS与na的关系式得到数列na为等比数列,并设数列na的公比为q,同时可证数列1na也是等比数列,并且公比为1q,再把10124a=,23420222048aaaa++++=,2342022
1111aaaa++++三个式子全部表示为1,aq的形式,进一步运算得到答案.【详解】因为3nnSka=−(k是常数,1k),所以当2n时有113nnSka−−=−,两式相减得()12nnnakakan−=−,即()1121n
naknak−=−,所以数列na为等比数列,设数列na的公比为()1qq,11nnaaq−=.数列1na是公比为1q的等比数列.又因为10124a=,则101114aq=①;因为23420222048aa
aa++++=,则()20211120481aqqq−=−,即()20211204811qqaq−−=②.202120211123420221111111111111aqqqaqaaaaq−−++++==−−()2021
2021111qaqq=−−,,把①②分别代入上式,得()2202121011234202211111112048204820481284aaaaaqaqaq++++====.故答案为:128.四、解答题(本题共6小题,共70分.解答应
写出文字说明、证明过程或演算步骤.)17.已知从圆外一点P(4,6)作圆O:221xy+=的两条切线,切点分别为A,B.(1)求以OP为直径的圆的方程;(2)求直线AB的方程.【答案】(1)()()222313xy−+−=;(2)4610xy+−=.【解析】【分析】(1)由已知求得圆心和半径可得所
求的圆的方程;(2)联立两圆的方程即得直线AB的方程.【小问1详解】∵所求圆的圆心为线段OP的中点()2,3,半径为2211||(40)(60)1322OP=−+−=,∴以OP为直径的圆的方程为()()222313xy−
+−=;【小问2详解】∵PA、PB是圆22:1Oxy+=的两条切线,∴OAPA⊥,OBPB⊥,∴A,B两点都在以OP为直径的圆上,由()()222223131xyxy−+−=+=,可得直线A
B的方程为4610xy+−=.18.已知nS是等差数列{na}的前n项和,且3654070aaS+==,.(1)求nS;(2)若1nnbS=,数列{nb}的前n项和nT.求证:38nT.【答案】(1)224nSnn=+(2)证明见解析【解析】【分析】(1)利用基本量列
方程求解即可;(2)由裂项相消法求和得出nT,再证明即可.【小问1详解】na为等差数列,则364540aaaa+=+=,53357014Saa===,()42123525370403010aaaaaaSa−+=++
==−==.∴32124,6daaaad=−==−=,故()61442nann=+−=+,故()2642242nnnSnn++==+.【小问2详解】()111112242nnbSnnnn===−++,∴1111111114324352nTnn=−+−+
−++−+111114212nn=+−−++13111334212428nn=−−=++19.如图,在底面为矩形的四棱锥PABCD−中,平面PAD⊥平面ABCD,PAD为等腰直角三角形,2PAPDAB===,2P
O=,O、Q分别为AD、PB的中点.(1)证明:ABPD⊥;(2)求直线AQ与平面PBC所成角的正弦值.【答案】(1)证明见解析(2)63【解析】【分析】(1)由平面PAD⊥平面ABCD,ABAD⊥可得AB⊥平面PAD,再由线面垂直的性质定理可得答案;(2)由已
知可得PO⊥平面平面ABCD,以O为坐标原点,OA所在直线为x轴,过点O且平行于AB的直线为y轴,OP所在直线为z轴,建立空间直角坐标系,求出AQ、平面PBC的法向量,由线面角的向量求法可得答案.【小问1详解】∵平面P
AD⊥平面ABCD,平面PAD平面ABCDAD=,ABAD⊥,AB平面ABCD∴AB⊥平面PAD,又PD平面PAD,∴ABPD⊥;小问2详解】因为PAPD=,O为AD的中点,所以POAD⊥,又平面PAD⊥平面ABCD,平面PAD平面ABCDAD=,PO平面PAD,所以PO⊥平面
平面ABCD,以O为坐标原点,OA所在直线为x轴,过点O且平行于AB的直线为y轴,OP所在直线为z轴,建立如图所示的空间直角坐标系,则()0,0,2P,()2,2,0B,()2,2,0C−,()2,0,0A,22,1,22Q,∴()2
,2,2PB=−,()22,0,0BC=−,22,1,22AQ=−设平面PBC的法向量为(),,nxyz=,则00nPBnBC==,即2220220xyzx+−=−=,取1y=,可得()0
,1,2n=,设直线AQ与平面PBC所成的角为,则6sincos,3===nAQAQnnAQ.20.在数列na中,16a=,且113nnnnaaaa+++=.【(1)证明:112na−是等比数列.(2)求数列nna
的前n项和nS.【答案】(1)证明见解析(2)13931(1)44234nnnn++−+++【解析】【分析】(1)利用等比数列的定义证明即可;(2)利用分组求和和错位相减求解即可.【小问1详解】由题意可得1(1)3nnnaaa++=,因为16a=,所以0na,
所以1131nnaa++=,所以11111322nnaa+−=−,即111111=232nnaa+−−,又1111023a−=−,所以112na−是以13−为首项,13为公比的等比数列.【小问2详解】由(1)得1111112333nnna−
−=−=−,所以132nnnnna=−+,设数列13nn−前n项和为nT,数列2n前n项和为nU,则211112333nnTn=−+++①,2311111
112(1)33333nnnTnn+=−+++−+②,①-②得211112111113()3333323nnnnnTnn++−=−++++=−+,所以139314423nn
Tn+=−++,又12(1)24nnnnU++++==,所以13931(1)44234nnnnnnSTUn++=+=−+++.21.已知双曲线2222:1(0,0)xyCabab−=的焦距为23且经过点()3,4M.(1)求双曲线
C的方程:(2)若直线l不经过M点,与双曲线C交于A、B两点,且直线MA,MB的斜率之和为1,求证:直线l恒过定点.【答案】(1)2212yx−=(2)证明见解析【解析】【分析】(1)先由双曲线焦距求得3c=,从而得到223ab=−,再将点(
)3,4M代入双曲线方程C即可得到关于2b的方程,解之即可得解;(2)先假设直线l斜率存在,联立直线l与双曲线C的方程,利用直线MA,MB的斜率之和为1求得34mk=−+或58mk=+,从而得到直线l经过定点()5,8−,再检验得直线l斜率不存在时,也经过点()5
,8−,由此得证.【小问1详解】因为双曲线2222:1(0,0)xyCabab−=的焦距为23,所以223c=,即3c=,所以2223abc+==,即223ab=−,又双曲线2222:1xyCab−=经过点
()3,4M,所以229161ab−=,则2291613bb−=−,解得22b=或224b=−(舍去),则21a=,的所以双曲线C的方程为2212yx−=.【小问2详解】依题意,可知直线MA,MB的斜率12,kk必然存在,且121kk+=,当直线l(即直线AB)斜率存在时,设直线l方程为y
kxm=+,()()1122,,,AxyBxy,联立2212ykxmyx=+−=,消去y,得()2222220kxkmxm−−−−=,由题意可知()()()2222224422820kmkmmk
=+−+=−+,则212122222,22kmmxxxxkk++=−=−−,而1212121212444413333yykxmkxmkkxxxx−−+−+−+=+=+=−−−−,所以()()()()()()122112434333kxmxkxmxxx
+−−++−−=−−,整理得()()()121221316150kxxmkxxm−+−−+−+=,所以()()222222131615022mkmkmkmkk+−−−−−+=−−,整理得2242151
2320mkkmkm−++++−=,即()()53412320kmkmkm−+++−=,所以()()58340kmkm−++−=,解得34mk=−+或58mk=+,当34mk=−+时,直线l方程为()34ykx=−
+,则直线l经过点()3,4M,矛盾,舍去;当58mk=+时,直线l方程为()58ykx=++,则直线l经过定点()5,8−,此时由()22820mk=−+,得()225820kk+−+,即22480660kk++,显然有解,满足题意;当直线l(即直线A
B)斜率不存在时,不妨设直线l为5x=−,联立22512xyx=−−=,解得543xy=−=,则1243443415353kk−−−+=+=−−−−,满足题意,此时直线:5lx=−经过点()5,8−;综上:直线l恒过定点()5,8
−.【点睛】方法点睛:直线与圆锥曲线位置关系的题目,往往需要联立两者方程,利用韦达定理解决相应关系,其中的计算量往往较大,需要反复练习,做到胸有成竹.22.已知O是平面直角坐标系的原点,F是抛物线C:()220xpyp=的焦点,过点F的直线交抛物线于A,B两
点,且OAB的重心为G在曲线23123xy=+上.(1)求抛物线C的方程;(2)记曲线23123xy=+与y轴的交点为D,且直线AB与x轴相交于点E,弦AB的中点为M,求四边形DEMG的面积最小值.【答案】(1)2
2xy=(2)3036【解析】【分析】(1)根据直线与抛物线的位置关系,求解交点坐标关系,根据三角形重心坐标公式,即可得重心坐标,再代入曲线23123xy=+上,即可得确定抛物线方程;(2)根据坐标关系可证得DGME∥,则可按梯形面积公式求解即可得面积表达式,结合基本不等式求解最值即
可.【小问1详解】解:焦点0,2pF,显然直线AB的斜率存在,设AB:2pykx=+,联立22xpy=,消去y得,2220xkpxp−−=,设()11,Axy,()22,Bxy,()00,Gxy,则122xxkp+=,212xxp=−,所以()212122yykxxppkp+
=++=+,所以0202323kpxpkpy=+=,且2003123xy=+,故2222223412132933pkppkpk++=+=,即222221pkppk+=+,整理得()2211kppp−=−对任意的k恒成立,故1p=,
所求抛物线C的方程为22xy=.【小问2详解】解:由(1)知,10,3D,1,02Ek−,0k,Mxk=,23Gkx=,则23ODOF=,又弦AB的中点为M,OAB的重心为G,则2
3OGOM=,故23ODOGOFOM==,所以DGME∥,D点到直线AB的距离22116161dkk==++,2213kDGk=+,22111122MEkkkkkk=+−−=++,所以四边形DEMG的面积22121115115301223212
321263661kSkkkkkk=+++=+=+,当且仅当5132kk=,即3010k=时取等号,此时四边形DEMG的面积最小值为3036.