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2021年高考一卷数学压轴题,圆锥曲线与导数综合题,学霸也头疼

2021年高考出现一个重大变化,那就是将原全国一卷和二卷合为全国乙卷,而原全国三卷改为全国甲卷。今年高考中,使用全国乙卷的省份包括河南、山西、陕西、黑龙江、吉林、安徽、江西、甘肃、青海、内蒙古、宁夏、新疆。

6月7日下午数学考完后,不管是全国甲卷还是乙卷的考生均表示今年数学题偏难,一些题目的难度甚至超过了平时的练习题。

本文就和大家分享一下今年高考全国乙卷的数学压轴题。这道题综合考查了圆锥曲线和导数的相关知识,难度还是很大的,不少学霸看了也觉得头疼。

先看第一问:求p的值。

先算出抛物线x^2=2py的焦点坐标,即F(0,p/2)。

明显地,点F在圆M的外部,那么点F到圆M上点的最小距离就应该是点F到圆心M的距离|FM|在减去圆的半径。

圆心M的坐标为(0,-4),所以|FM|=p/2+4,则最小距离为p/2+4-1=4,解得p=2。

再看第二问:求△PAB面积的最大值。

要求面积的最大值,那么需要先求出面积的表达式。由于AB是抛物线的线,因此可以考虑用线长公式求出弦AB,再算出点P到直线AB的距离,两个相乘除以2就是三角形的面积。

不管是求弦长AB还是点P到直线AB的距离都需要先求出直线AB的方程,因此求直线AB的方程就成了解题的关键。

那么怎么求直线AB的方程呢?

一些同学利用圆锥曲线切点弦的二级结论可以直接写出直线AB的方程。过圆锥曲线外一点P(x0,y0)作圆锥曲线的两条切线,那么过两切点的直线方程只需将圆锥曲线方程中x、y的一半替换成x0、y0即可。如本题中直线AB的方程为:x0·x-2y-2y0=0。

不过教材中没有切点弦的二级结论,所以在解答题中并不能直接使用,还需要用其他方法求解。

因为A、B为切点,所以分别过A、B两点的切线的斜率就是该点的导数值,然后就可以用点斜式方程分别表示出直线PA、PB的方程。又因为点P在直线PA、PB上,所以点P的横纵坐标都满足PA、PB的方程,比较两个方程就可以得到直线AB的方程。

接下来将直线AB的方程与抛物线方程联立,消去y,就得到关于x的一元二次方程,然后结合韦达定理和弦长公式就可以求出弦AB的长。然后再用点到直线的距离公式求出点P到直线AB的距离,两个相乘的一半就是三角形的面积了。

又点P在圆M上,所以根据点P横纵坐标的范围从而求出面积的最大值。

求直线AB方程的方法,除了上面方法还可以用点差法及直线与圆锥曲线的位置关系求解。

先用点差法用A、B点的坐标表示出直线AB的斜率,再用点斜式表示出直线AB的方程。

显然,高点P的抛物线的切线斜率存在,那么用点斜式设出直线方程,再与抛物线方程联立消去y。由于相切,那么判别式△=0,这样就求出了直线PA、PB的斜率,从而先到三个点坐标间的关系,代入前面得到的直线AB的方程,化简后即可得到AB的方程。后面的解题过程同上面。

这道压轴题第一问很简单,第二问难度比较大。但是对于一般考生来说,并没有要求做完所有的题,而是要将简单题做对,这样的分数也不会太低。

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