大家好!本文和大家分享一道2021年高考数学真题。这道题是2021年高考全国乙卷文科数学的第20题,考查了抛物线的概念、抛物线的简单几何性质、直线与抛物线的位置关系、向量的坐标表示、轨迹方程、直线的斜率等知识。作为一道抛物线的综合题,本题的难度不算大,大部分中等生都能轻松做出来。

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先看第一小问:求抛物线C的方程。

要求抛物线C的方程,只需要求出p的值即可。

根据抛物线的简单几何性质可知抛物线C的焦点F的坐标为(p/2,0),准线方程为x=-p/2,所以焦点到准线的距离为p/2-(-p/2)=p=2,所以抛物线C的标准方程为:y^2=4x。

再看第二小问:求直线OQ斜率的最大值。本文和大家分享两种解法。

解法一:

要求直线OQ斜率的最大值,就需要先求出点Q的轨迹,然后再根据轨迹方程求直线OQ斜率的最大值。

由抛物线C的标准方程可得,F(1,0)。设P(x1,y1)、Q(x2,y2),于是向量PQ的坐标为(x2-x1,y2-y1),向量QF的坐标为(1-x2,-y2),于是由向量PQ等于9倍向量QF就可以得到,x2-x1=9(1-x2),y2-y1=-9y2,即x1=10x2-9,y1=10y2。又由于点P在抛物线C上,于是有(y1)^2=4x1,即(10y2)^2=4(10x2-9),整理得点Q的轨迹方程为:y^2=2x/5-9/25。

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上面求点Q的轨迹方程用到的方法是代入法,或者叫相关点法。这是求轨迹方程的一个非常重要的的方法,同学们应该掌握。

求出点Q的轨迹方程后,要使直线OQ的斜率最大,那么直线OQ要与曲线y^2=2x/5-9/25相切,即联立直线OQ与曲线y^2=2x/5-9/25的方程,消去y,得到的关于x的一元二次方程的判别式△=0,从而求出斜率的最大值。

解法二:

按照解法一求出点Q的轨迹方程,设点Q为(x0,y0),代入轨迹方程整理得:x0=[25(y0)^2+9]/10。

于是,直线OQ的斜率k=y0/x0=y0/[25(y0)^2+9]/10=10y0/[25(y0)^2+9]。

当y0=0时,k=0。

当y0>0时,k=10/(25y0+9/y0),然后用基本不等式就可以得到此时0<k≤1/3。

当y0<0时,k<0。

综上,可知直线OQ的斜率的最大值为1/3。

整体来说,这道题的难度不算大,不过考虑到这是一道文科高考数学题,这个难度也算是中等了。

这道题就和大家分享到这里,你学会了吗?