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例题精讲 · 第 00502 题 · 设 x=ty+x₀ 避开口讨论,用韦达证 x₁x₂ 与 y₁y₂ 为定值

以抛物线 y²=4x 与过 (4,0) 的动弦为材料,用韦达定理求 y₁y₂、x₁x₂ 并证 OA⊥OB 为定值,再改定点为 (1,0) 看定值消失,训练参数消元与定点条件的闭合回代。

00502题号全 1000 篇 · 第 第84轮 / 第84册 轮
方向数学·导数与解三角形六向之一
题型自编仿真题逐题精讲 · 采分点拆解

题目性质:自编仿真题——题目、材料、选项、数据与情境均为按课程标准与联招常见考点独立编写的原创仿真题,非真题原文,未取自任何题库、教辅或试卷;解析与采分点为教研整理,非官方评分标准。

例题精讲 · 数学导数与解三角形

一、考点定位与做题顺序

过 x 轴上一点作抛物线的动弦,最省事的设法是 x = ty + x₀:它把「斜率不存在」也包进去了,不必分两支讨论。联立后用韦达,两个乘积常常就是定值。

示意曲线 y² = 2px 取 p=2(即 y²=4x),动弦过定点 (4, 0);另取对照定点 (1, 0)。以下参数与系数均为自编示意设定,非真题数据。

二、逐题精讲

题1

题1 设动直线 x = ty + 4 与 y²=4x 交于 A(x₁,y₁)、B(x₂,y₂)。求 y₁y₂、x₁x₂,并证 OA⊥OB。

解析

代入:y² = 4(ty + 4) ⇒ y² − 4t·y − 16 = 0,即 y² − 4t·y − 16 = 0。

由韦达:y₁ + y₂ = 4t,y₁y₂ = -16;又 xᵢ = yᵢ²/4,故 x₁x₂ = (y₁y₂)²/16 = 256/16 = 16。

向量点积 OA·OB = x₁x₂ + y₁y₂ = 16 + (-16) = 0,故 OA⊥OB,为与 t 无关的定值。

回代:取 t=1 时方程 y²−4y−16=0,两根 y = 2±2√5,积 = 4−20 = -16 ✓;对应 x 积 = (-16)²/16 = 16 ✓,点积 0 ✓。

答案 y₁y₂ = -16,x₁x₂ = 16,OA·OB = 0,故 OA⊥OB 为定值

采分点 设线理由 1 分;联立与韦达 2 分;两乘积 2 分;点积与垂直 2 分;取 t 回代 1 分

易错点 用 y=k(x−4) 设线漏掉竖直线;另需避免把 x₁x₂ 写成 y₁y₂/4

题2

题2 若把定点改为 (1, 0),定值还存在吗?求新的 y₁y₂、x₁x₂ 与 OA·OB,并给出「垂直为定值」的一般条件。

解析

一般式:联立 y² − 2p·t·y − 2p·x₀ = 0,故 y₁y₂ = −2p x₀,x₁x₂ = (y₁y₂)²/(2p)² = x₀²,点积 OA·OB = x₀² − 2p x₀ = x₀(x₀ − 2p)。

当 x₀ = 4 = 2p 时点积为 0,垂直成立;改取 x₀ = 1 时,y₁y₂ = -4,x₁x₂ = 1,点积 = -3 ≠ 0,OA 与 OB 不再垂直,定值消失。

回代:x₀=1 时方程 y²−4t·y−4=0,两根积 -4 ✓,x 积 = (-4)²/16 = 1 ✓,点积 1+(-4) = -3 ✓。可见「垂直」不是过点弦的普遍性质,而是 x₀=2p 这一特定定点的产物。

答案 x₀=1 时 y₁y₂=-4、x₁x₂=1、OA·OB=-3≠0,垂直不再成立;一般条件为 x₀=2p

采分点 一般式 2 分;新定点三值 2 分;定值消失结论 2 分;一般条件 2 分;回代 1 分

易错点 把「过 (4,0) 弦垂直」推广到任意定点;另需避免一般式里把 2p 写成 p

三、规律小结与对照表

定点 x₀y₁y₂x₁x₂OA·OB
4(=2p)-16160,垂直
1-41-3,不垂直
一般−2p x₀x₀²x₀(x₀−2p)

小结:设 x=ty+x₀ 用韦达一次拿到两个乘积,点积 x₀(x₀−2p) 定生死。x₀=4 得 0、x₀=1 得 -3,两路闭合;垂直只在 x₀=2p 成立。以上参数均为自编示意设定。

四、自测清单

  • 能说明设 x=ty+x₀ 的理由
  • 能联立并用韦达求 y₁y₂ 与 x₁x₂
  • 能由点积判定 OA⊥OB
  • 能写出一般定点下的点积式
  • 能说明改定点后定值消失
  • 能回代 x₀=1 时 OA·OB=-3
编写说明与学科依据

本文为备考教研体例稿:题目系按课程标准与联招常见考点范围编写的仿真练习题,非真题原文;文中案例为示意内容,非真实记录;文末栏目为学科依据说明,非逐条引文。涉及报考、录取、证件、居留、资助等事项,一律以当年官方文件与学校正式通知为准。

学科依据:

  • 人教版高中教材(数学):导数及其应用、三角函数、数列、计数与概率相关章节
  • 《普通高等学校联合招收华侨港澳台学生考试大纲(数学科)》:相关考点考查范围(仅作命题范围参照,本文题目未与真题逐题比对)
  • 编写说明:题目、选段、选项、数据与解析均为按常见考点独立编写的原创仿真题,未取自任何题库、教辅或试卷;采分点为教研整理,非官方评分标准

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