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2019年高考数学理科全国1卷19题-解析几何说题

2019年高考数学理科全国1卷19题说题
已知抛物线2:3C y x =的焦点为F ,斜率为3
2
的直线l 与C 的交点分别为,A B ,与x 轴
的交点为P 。

(1)若||||4AF BF +=,求l 的方程. (2)若3AP PB =u u u r u u u r
,求||AB
【背景】本题是2019年高考数学理科全国1卷19题。

对比往年的圆锥曲线大题,可见今年理科的圆锥曲线大题有降低难度、减少运算量的趋势。

【分析】本题考查抛物线的几何性质、直线与抛物线的综合应用问题,涉及到平面向量、弦长公式的应用。

解题的第一个关键是能通过直线与抛物线方程的联立,通过韦达定理构造等量关系;第二个关键是要善用转化与化归思想:用抛物线的定义转
化||||4AF BF +=,用相似三角形或线性运算破译3AP PB =uuu r uu u r 。

本题的第一问来自于教材,
稍高于教材,是2018年全国二卷圆锥曲线大题的改编题,第二问是个常规题型,在椭圆、双曲线及抛物线都出过很多类型题:
题源1:【2018年全国I 理8】设抛物线C :y 2=4x 的焦点为F ,过点(–2,0)且
斜率为2
3的直线与C 交于M ,N 两点,则FM FN ⋅u u u u r u u u r = ( )
A 。

5
B 。

6
C 。

7
D 。

8
题源2:【2018年全国Ⅱ卷理】设抛物线24C y x =:的焦点为F ,过F 且斜率为
(0)k k >的直线l 与C 交于A ,B 两点,||8AB =。

(1)求l 的方程;(2)求过点A ,B 且与C 的准线相切的圆的方程。

【解法分析】 (1)设直线l :3,2y x t =
+1122(,),(,),A x y B x y 由抛物线定义得1252
x x +=;
联立直线方程与抛物线方程,利用韦达定理可构造关于t 的方程,解方程求得结果; (2)设直线l :2
,3
x y m =
+联立直线方程与抛物线方程,利用3AP PB =u u u r u u u r 可得123,y y =-结合韦达定理求出123,1y y ==-;根据弦长公式可求得结果. 【参考解法】
解法1:(1)设直线l 与x 轴交于(,0)P m ,方程为2
,3
x y m =
+ 由2233x y m y x ⎧
=+⎪⎨⎪=⎩
得2230y y m --=,设112
(,),(,A x y B x y 121223y y y y m +==-,, =4120m ∆+> 12323
||||=4
232AF BF x x y y m +=++=12(+)+2+ 得7=
12m , 因此直线l 的方程为2737
,31228x y y x =+=-即
(2)由3AP PB =u u u r u u u r
,得123,y y =- 又122y y +=,
从而2232,y y -+=故123,1y y ==-,
代入C 的方程得1213,3x x ==,故得A(3,3),1
(,1)3
B -,
故||AB =
解法2:设直线l 的方程为3
,2
y x t =
+1122(,),(,),A x y B x y 由题设得3(,0)4F ,故123||||2AF BF x x +=++,由题设得125
2x x +=
由2323y x t y x ⎧=+⎪⎨⎪=⎩
,得22912(1)40x t x t +-+=, 则22=144(-1)494144(12)0t t t ∆-⨯⨯=->,124
(1)3x x t +=--
从而45(1)32t --=,得78
t =-
因此直线l 的方程即37
28
y x =
- (2)由(1)22912(1)40x t x t +-+=,得124
(1)3x x t +=--
1122222
,0),(,),(,)
333P t AP t x y PB t x y -=---=+u u u r u u u r 又(
由3AP PB =u u u r u u u r ,得212
23=3
t x t x y y +--12
,=-3
可得2122
=1+)=233x t x t
--(,
故128|||=
33AB x x =-=.
解法3:设直线l 的方程为3,2y x t =
+1122(,),(,),A x y B x y 由题设得3
(,0)4
F ,故
||||AF BF +=
1212333
()()4442
x x x x ==+++=++=
从而得125
2x x +=
, 以下略。

解法4:设直线l 的方程为3
(),2
y x m =-1122(,),(,),A x y B x y 以下略。

解法5(点差法):(1)设直线l 的方程为3
,2
y x t =
+1122(,),(,),A x y B x y
由题设得3(,0)4F ,故123||||2AF BF x x +=++, 由题设得125
2
x x +=
221212*********
33,()
()2
y y y y x x y y y y x x --=-+=+-由得3= 125
2,(,1)4y y AB M ∴+=弦的中点为,而且M 在抛物线内部,
因此直线l 的方程为3537
1(),2428
y x y x -=-=-即,以下略。

解法6:(1) 由题设得3(,0)4F ,设A(3a 2,3a),B(3b 2
,3b),
由l 的斜率为32,得22a b ≠, 223332
3323
a b a b a b -=⇒+=
-, 由抛物线的定义,得2222335
||||(3)(3)4446
AF BF a b a b +=+++=⇒+=
2233335
(,)(,1)224a b a b AB M ++∴=弦的中点为,而且M 在抛物线内部,
因此直线l 的方程为3537
1(),2428
y x y x -=-=-即
(2)由3AP PB =u u u r u u u r
,可得033(30),a b -=-故-3a b =
又由 (1)的23a b +=,从而得1
1,3
a b ==-
故A(3,3),1
(,1)3
B -,
故||AB =。

解法7:(1) 直线l 与x 轴的交点为P (m,0),设A(3a 2,3a),B(3b 2,3b),
由题设得3(,0)4F , l 的斜率为3
2

得22a b ≠,
22
3332
3323
a b a b a b -=⇒+=-, 由抛物线的定义,得2222335
||||(3)(3)4446
AF BF a b a b +=+++=⇒+=
又2
2(3,3),(3,3)AP m a a BP m b b =-=-u u u r u u u r ,
由,AP BP u u u r u u u r
共线,得223(3)3(3)b m a a m b -=-
故2222233()()7
33212
ab a b a b a b m ab a b -+-+=
=-=-=- 因此直线l 的方程为37()212y x =-,即37
28
y x =-。

(2)设(,0)P m ,由l 的斜率为32 ,可设l
的参数方程为x m y ⎧
=+⎪⎪⎨⎪=⎪⎩
(t 为参数)
代入23y x =
,整理得29390t m --=
设点A,B 对应的参数分别为12,t t
则12t t +
由3AP PB =u u u r u u u r
,得12=3t t -
得12=t t -

故12||||==3AB t t =- 。

上述解法采用标准形式的参数方程,运算量稍大,如用一般形式求解,更加简捷:
设(,0)P m ,由l 的斜率为3
2,设l 的参数方程为23x m t y t =+⎧⎨=⎩(t 为参数)
代入23y x =,整理得29630t t m --=
设点A,B 对应的参数分别为12,t t 则122
=3t t +
由3AP PB =u u u r u u u r ,得12=3t t - 得121=1=3t t - ,
故12||AB t t =-。

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