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2020-2021学年辽宁省沈阳市高三(上)12月月考数学试卷人教A版(2019)
展开这是一份2020-2021学年辽宁省沈阳市高三(上)12月月考数学试卷人教A版(2019),共14页。试卷主要包含了选择题,多选题,填空题,解答题等内容,欢迎下载使用。
1. 设集合A=x|−2
A.−4,1 B.(−2,1] C.[1,+∞)D.−2,1
2. “x∈Q”是“x∈Z”的( )
A.充分不必要条件B.必要不充分条件
C.充要条件D.既不充分也不必要条件
3. 复数z=1−2i1+i2的虚部为( )
A.12B.−12C.12iD.−12i
4. 若tanθ=3,则sinθ−2csθ3sinθ+csθ=( )
A.110B.−45C.25D.−310
5. 已知向量a→=2,4,b→=1,n,若a→//b→,则|3a→−nb→|=( )
A.8B.12C.45D.5
6. 函数fx=ln2−x2+x的图象大致为( )
A.B.
C.D.
7. 朱载堉是明太祖朱元璋的九世孙,虽然贵为藩王世子,却自幼俭朴敦本,聪颖好学,遂成为明代著名的律学家、历学家、音乐家.朱载堉对文艺的最大贡献是他创建了十二平均律,亦称“十二等程律”.十二平均律是将八度的音程按频率比例分成十二等份,也就是说,半音比例应该是2112.如果12音阶中第一个音的频率是F,那么第二个音的频率就是2112F,第三个音的频率就是2212F,第四个音的频率是2312F,……,第十二个音的频率是21112F,第十三个音的频率是21212F,就是2F.在该问题中,从第二个音到第十三个音,这十二个音的频率之和为( )
A.2FB.12121−1212FC.12112−1FD.21122112−1F
8. 如图,在四面体ABCD中,AB=CD=3,AC=BD=11,AD=BC=23,△ABC的重心为O,则DO=( )
A.2B.43C.83D.3
二、多选题
已知命题p:∀x>0,lnx>0,则( )
A.¬p是真命题B.¬p:∀x>0,lnx≤0
C.p是真命题D.¬p:∃x>0,lnx≤0
已知函数fx=2cs2ωx+3sin2ωxω>0,若fx的最小正周期为π,则下列说法正确的有( )
A.fx图象的对称中心为−π12+kπ2,0k∈Z
B.函数y=fx−2在0,π上有且只有两个零点
C.fx的单调递增区间为−π3+kπ,π6+kπk∈Z
D.将函数y=2sin2x+1的图象向左平移π12个单位长度,可得到fx的图象
已知正方体ABCD−A1B1C1D1的棱长为2,E,F分别是AA1,CC1的中点,过E,F的平面α与该正方体的每条棱所成的角均相等,以平面α截该正方体得到的截面为底面,以B1为顶点的棱锥记为棱锥Ω,则( )
A.正方体ABCD−A1B1C1D1的外接球的体积为43π
B.正方体ABCD−A1B1C1D1的内切球的表面积为43π
C.棱锥Ω的体积为3
D.棱锥Ω的体积为32
已知双曲线C:x2a2−y2b2=1a>0,b>0与直线y=kx交于A,B两点,点P为C上一动点,记直线PA,PB的斜率分别为kPA,kPB,C的左、右焦点分别为F1,F2.若kPA⋅kPB=14,且C的焦点到渐近线的距离为1,则下列说法正确的是( )
A.a=2
B.C的离心率为62
C.若PF1⊥PF2,则△PF1F2的面积为2
D.若△PF1F2的面积为25,则△PF1F2为钝角三角形
三、填空题
已知函数fx=2x,x≤0,fx−3,x>0,则f6=________.
已知直线l与直线x−y+2=0平行,且与曲线y=lnx−2x+1相切,则直线l的方程是________.
若m>0,n>0,m+n=3mn−1,则m+n的最小值为________.
已知直线x+3y−7=0与椭圆x29+y2b2=10四、解答题
(1)化简:382+lg98×lg227+0.064−13−1614+170−481;
(2)已知2m=3,2n=5,求lg1220(用m,n表示).
在①a+c=3b且2sin2B=3sinAsinC,②sinA−sinC2=sin2B−sinAsinC,③△ABC的面积S=3a2+c2−b24这三个条件中任选一个,补充到下面问题中,并作答.问题:在△ABC中,内角A,B,C所对的边分别为a,b,c,且________.
(1)求sinB;
(2)若a=2c,且△ABC的面积为23,求△ABC的周长.
注:如果选择多个条件解答,按第一个解答计分.
设正项数列an的前n项和为Sn,a1=1,且Sn+1=Sn+2Sn+1.
(1)证明:数列Sn是等差数列并求数列an的通项公式;
(2)已知bn=14Sn−1,数列bn的前n项的和为Tn,若Tn≤λ4Tn+Sn−4Sn对一切n∈N∗恒成立,求λ的取值范围.
如图,在四棱锥P−ABCD中,底面ABCD是正方形,侧面PAD是边长为2的正三角形,PD⊥CD,点E为线段PC的中点,点F是AB上的点.
(1)当F为AB中点时,证明:平面DEF⊥平面PCD.
(2)当AF→=13AB→时,求二面角C−DF−E的余弦值.
已知函数fx=x−1ex.
(1)求fx的最值;
(2)若fx+ex≥lnx+x+a对x∈0,+∞恒成立,求a的取值范围.
抛物线x2=2pyp>0的焦点为F,过F且垂直于y轴的直线交抛物线C于M,N两点,O为原点,△OMN的面积为2.
(1)求抛物线C的方程;
(2)P为直线l:y=y0y0<0上一个动点,过点P作抛物线的切线,切点分别为A,B,过点P作AB的垂线,垂足为H,是否存在实数y0,使点P在直线l上移动时,垂足H恒为定点?若不存在,说明理由;若存在,求出y0的值,并求定点H的坐标.
参考答案与试题解析
2020-2021学年辽宁省沈阳市高三(上)12月月考数学试卷
一、选择题
1.
【答案】
D
【考点】
交集及其运算
【解析】
【解答】
解:因为B=x|−4
2.
【答案】
B
【考点】
必要条件、充分条件与充要条件的判断
【解析】
因为有理数包括整数和分数,所以“x∈Q”是“x∈Z”的必要不充分条件.
【解答】
解:因为有理数包括整数和分数,
所以“x∈Q”是“x∈Z”的必要不充分条件.
故选B .
3.
【答案】
B
【考点】
复数的基本概念
复数代数形式的乘除运算
【解析】
先化简复数,再利用复数的定义求解即可.
【解答】
解:复数z=1−2i1+i2=1−2i2i=i−2i2−2=−1−12i,
故z的虚部为−12.
故选B.
4.
【答案】
A
【考点】
同角三角函数间的基本关系
【解析】
【解答】
解:sinθ−2csθ3sinθ+csθ=tanθ−23tanθ+1=110 .
故选A.
5.
【答案】
C
【考点】
向量的模
平面向量共线(平行)的坐标表示
【解析】
【解答】
解:因为a→//b→,
所以2n=1×4,
解得n=2,
所以3a→−nb→=4,8,
故|3a→−nb→|=45 .
故选C .
6.
【答案】
A
【考点】
函数的图象
【解析】
【解答】
解:∵ f−x=ln2+x2−x=−ln2−x2+x=−fx,
∴ fx为奇函数.
∵ fx=ln2−x2+x=ln4x+2−1,
∴ fx在定义域内为减函数.
故选A.
7.
【答案】
D
【考点】
等比数列的前n项和
等比关系的确定
【解析】
【解答】
解:由题意知,第二个音到第十三个音的频率分别为2112F,2212F, 2312F,⋯,21212F,
显然以上12个数构成了以2112F为首项,以2112为公比的等比数列,
故其和为2112F1−2112121−2112=21122112−1F .
故选D .
8.
【答案】
C
【考点】
两点间的距离公式
【解析】
【解答】
解:如图,
将四面体ABCD还原到长方体AEBH−GCFD中,
易知四面体ABCD的棱是长方体AEBH−GCFD的面对角线,
则DE=EA2+EB2+EC2
=AB2+AC2+BC22
=32+(11)2+(23)22
=4.
连接EF交BC于M,连接AM,则AM为BC边的中线,
△ABC的重心O为AM靠近M的三等分点,
把长方体的对角面AEFD单独画出,
如图,记P为AM和ED的交点,
因为△ADP∼△MEP,
且PDPE=APMP=ADEM=2,
所以P为AM靠近M的三等分点,
即重心O与P点重合,
故OD=PD=23ED=83.
故选C.
二、多选题
【答案】
A,D
【考点】
复合命题及其真假判断
命题的否定
【解析】
【解答】
解:当x>1时,lnx>0;当0
故选AD.
【答案】
C,D
【考点】
函数y=Asin(ωx+φ)的图象变换
正弦函数的对称性
由y=Asin(ωx+φ)的部分图象确定其解析式
【解析】
【解答】
解:fx=2cs2ωx+3sin2ωx
=cs2ωx+3sin2ωx+1=2sin2ωx+π6+1,
因为T=2π2ω=π,
所以ω=1,
所以fx=2sin2x+π6+1.
令2x+π6=kπk∈Z,得x=−π12+kπ2k∈Z,
则fx图象的对称中心为−π12+kπ2,1k∈Z,故A错误;
由fx−2=0,可得sin2x+π6=12,
则2x+π6=π6+2kπ或2x+π6=5π6+2kπ(k∈Z,
即x=kπ或x=π3+kπk∈Z.
所以函数y=fx−2在0,π上有三个零点0,π3,π,故B错误;
令−π2+2kπ≤2x+π6≤π2+2kπ(k∈Z),
得−π3+kπ≤x≤π6+kπ(k∈Z),
所以fx的单调递增区间为−π3+kπ,π6+kπk∈Z,故C正确;
将y=2sin2x+1的图象向左平移π12个单位长度后,
得到曲线y=2sin2x+π12+1
=2sin2x+π6+1,故D正确.
故选CD.
【答案】
A,C
【考点】
棱柱、棱锥、棱台的侧面积和表面积
球的表面积和体积
球内接多面体
【解析】
【解答】
解:因为正方体ABCD−A1B1C1D1的棱长为2,
所以正方体ABCD−A1B1C1D1的外接球的直径为4+4+4=23,
内切球的半径为1,
所以正方体ABCD−A1B1C1D1的外接球的体积为43π×33=43π,
内切球的表面积为4π×12=4π,故A正确,B错误;
如图,M,N,S,T分别是棱AB,BC,C1D1,A1D1的中点.
因为E,M,N,F,S,T在同一个平面内,并且该平面与正方体的各条棱所成的角均相等,
所以平面α被此正方体所截得的截面图形为正六边形EMNFST,边长为2.
因为正六边形EMNFST的面积S=12×2×2sinπ3×6=33,
B1到平面α的距离为4+4+42=3,
所以棱锥Ω的体积为13×33×3=3,故C正确.
故选AC.
【答案】
A,D
【考点】
双曲线的离心率
双曲线的渐近线
【解析】
【解答】
解:对于AB,设点Ax1,y1,B−x1,−y1,Px0,y0,
则x12a2−y12b2=1,且x02a2−y02b2=1,
两式相减得x02−x12a2=y02−y12b2,
所以y02−y12x02−x12=b2a2.
因为kPA⋅kPB=y0−y1x0−x1⋅y0+y1x0+x1=14,
所以b2a2=14,ba=12,
故双曲线C的渐近线方程为y=±12x.
因为焦点c,0到渐近线y=12x的距离为1,
所以c5=1,c=5,
所以a=2,b=1,离心率为52,故A正确,B错误;
对于C,不妨设P在C的右支上,记|PF2|=t,则|PF1|=4+t.
因为PF1⊥PF2,
所以t+42+t2=20,解得t=6−2或t=−6−2(舍去),
所以△PF1F2的面积为12|PF1||PF2|=126−26+2=1,故C错误;
对于D,设Px0,y0,
因为S△PF1F2=12⋅2c|y0|=5⋅|y0|=25,
所以|y0|=2.
将|y0|=2代入C:x24−y2=1,得x02=20,即|x0|=25.
由对称性,不妨取P的坐标为25,2,
则|PF2|=25−52+22=3,
|PF1|=25+52+22=7.
因为cs∠PF2F1=|PF2|2+|F1F2|2−|PF1|22|PF2||F1F2|=9+20−492×3×25<0,
所以∠PF2F1为钝角,
所以△PF1F2为钝角三角形,故D正确.
故选AD.
三、填空题
【答案】
1
【考点】
函数的求值
【解析】
【解答】
解:f(6)=f(3)=f(0)=20=1.
故答案为:1.
【答案】
y=x+ln2−2
【考点】
利用导数研究曲线上某点切线方程
【解析】
【解答】
解:根据题意可得y′=1x+2x2,
令y′=1x+2x2=1,
解得x=2或x=−1(舍去),
所以切点的坐标为2,ln2.
故直线l的方程为y−ln2=x−2,
即y=x+ln2−2.
故答案为:y=x+ln2−2
【答案】
2
【考点】
基本不等式在最值问题中的应用
【解析】
【解答】
解:因为mn≤m+n22,
所以3mn−1≤3m+n22−1.
因为m+n=3mn−1,
所以m+n≤3m+n22−1,即3m+n2−4m+n−4≥0,
所以3m+n+2m+n−2≥0.
因为m>0,n>0,
所以m+n≥2,即m+n的最小值为2,
当且仅当m=n时取等号,此时m=n=1.
故答案为:2.
【答案】
23
【考点】
与椭圆有关的中点弦及弦长问题
【解析】
【解答】
解:设Ax1,y1,Bx2,y2,
则x129+y12b2=1,x229+y22b2=1,
两式相减,得y1−y2x1−x2=−b2x1+x29y1+y2.
因为直线AB的斜率为−13,线段AB的中点为C1,2,
所以−2b29×4=−13,
解得b2=6.
因为a=3,
所以c=3,
故△CF1F2的面积为12×2×23=23.
故答案为:23.
四、解答题
【答案】
解:(1)原式=364+32lg32×3lg23+(0.43)−13−(24)14+1−434
=4+92+0.4−1−2+1−3=7.
(2)因为2m=3,2n=5,
所以m=lg23,n=lg25.
因为lg1220=lg220lg212=lg24+lg25lg23+lg24=2+lg252+lg23,
所以lg1220=n+2m+2.
【考点】
对数及其运算
根式与分数指数幂的互化及其化简运算
对数的运算性质
指数式与对数式的互化
【解析】
【解答】
解:(1)原式=364+32lg32×3lg23+(0.43)−13−(24)14+1−434
=4+92+0.4−1−2+1−3=7.
(2)因为2m=3,2n=5,
所以m=lg23,n=lg25.
因为lg1220=lg220lg212=lg24+lg25lg23+lg24=2+lg252+lg23,
所以lg1220=n+2m+2.
【答案】
解:(1)若选①,∵ 2sin2B=3sinAsinC,
∴ 2b2=3ac .
∵ a+c=3b,
∴ a2+c2+2ac=3b2,
∴ csB=a2+c2−b22ac=3b2−2ac−b22ac=2b2−2ac2ac=12.
∵0∴ sinB=32.
若选②,∵sinA−sinC2=sin2B−sinAsinC,
∴ a−c2=b2−ac,
∴ b2=a2+c2−ac.
∵csB=a2+c2−b22ac,
∴ csB=ac2ac=12.
∵0∴ sinB=32.
若选③,∵S=3(a2+c2−b2)4=12acsinB,
∴3(a2+c2−b2)=2acsinB,
∵b2=a2+c2−2accsB,
∴ a2+c2−b2=2accsB,
∴ 3×2accsB=2acsinB,
∴ tanB=3.
∵0∴ sinB=32.
(2)∵△ABC的面积为12acsinB=23,
∴ ac=8.
∵ a=2c,
∴ c=2,a=4.
∵b2=a2+c2−2accsB,
∴ b2=16+4−2×2×4×12=12,即b=23 .
故△ABC的周长为a+b+c=2+4+23=6+23.
【考点】
余弦定理
正弦定理
【解析】
【解答】
解:(1)若选①,∵ 2sin2B=3sinAsinC,
∴ 2b2=3ac .
∵ a+c=3b,
∴ a2+c2+2ac=3b2,
∴ csB=a2+c2−b22ac=3b2−2ac−b22ac=2b2−2ac2ac=12.
∵0∴ sinB=32.
若选②,∵sinA−sinC2=sin2B−sinAsinC,
∴ a−c2=b2−ac,
∴ b2=a2+c2−ac.
∵csB=a2+c2−b22ac,
∴ csB=ac2ac=12.
∵0∴ sinB=32.
若选③,∵S=3(a2+c2−b2)4=12acsinB,
∴3(a2+c2−b2)=2acsinB,
∵b2=a2+c2−2accsB,
∴ a2+c2−b2=2accsB,
∴ 3×2accsB=2acsinB,
∴ tanB=3.
∵0∴ sinB=32.
(2)∵△ABC的面积为12acsinB=23,
∴ ac=8.
∵ a=2c,
∴ c=2,a=4.
∵b2=a2+c2−2accsB,
∴ b2=16+4−2×2×4×12=12,即b=23 .
故△ABC的周长为a+b+c=2+4+23=6+23.
【答案】
(1)证明:∵ Sn+1=Sn+2Sn+1,
∴ Sn+1=Sn+12.
∵ Sn>0,
∴ Sn+1−Sn=1.
∵ S1=a1=1,
∴ 数列{Sn}是以1为首项,1为公差的等差数列,
∴ Sn=1+n−1=n,
∴ Sn=n2.
当n≥2时,an=Sn−Sn−1=n2−n−12=2n−1,
当n=1时,2n−1=1=a1,
故an=2n−1.
(2)解:∵ bn=14Sn−1
=14n2−1=12n−12n+1
=1212n−1−12n+1,
∴ Tn=121−13+13−15+⋯+12n−1−12n+1
=121−12n+1=n2n+1.
∵ Tn≤λ4Tn+Sn−4Sn对一切n∈N∗恒成立,
∴ n2n+1≤λ42n+1n+n−4n,
∴ λ≥n2n2+17n+8.
∵ n2n2+17n+8=12n+8n+17
≤122n⋅8n+17=125,当且仅当n=2时取等号,
∴ λ≥125,
故λ的取值范围是125,+∞.
【考点】
数列递推式
等差数列的通项公式
等差关系的确定
数列的求和
数列与不等式的综合
【解析】
【解答】
(1)证明:∵ Sn+1=Sn+2Sn+1,
∴ Sn+1=Sn+12.
∵ Sn>0,
∴ Sn+1−Sn=1.
∵ S1=a1=1,
∴ 数列{Sn}是以1为首项,1为公差的等差数列,
∴ Sn=1+n−1=n,
∴ Sn=n2.
当n≥2时,an=Sn−Sn−1=n2−n−12=2n−1,
当n=1时,2n−1=1=a1,
故an=2n−1.
(2)解:∵ bn=14Sn−1
=14n2−1=12n−12n+1
=1212n−1−12n+1,
∴ Tn=121−13+13−15+⋯+12n−1−12n+1
=121−12n+1=n2n+1.
∵ Tn≤λ4Tn+Sn−4Sn对一切n∈N∗恒成立,
∴ n2n+1≤λ42n+1n+n−4n,
∴ λ≥n2n2+17n+8.
∵ n2n2+17n+8=12n+8n+17
≤122n⋅8n+17=125,当且仅当n=2时取等号,
∴ λ≥125,
故λ的取值范围是125,+∞.
【答案】
(1)证明:取PD中点G,连接AG,EG.
∵ 点E为PC的中点,
∴ EG//CD且EG=12CD.
∵ F为AB的中点,
∴ AF=12AB.
∵ 四边形ABCD是正方形,
∴ AF//EG且AF=EG,
∴ 四边形AFEG为平行四边形,
∴ EF//AC.
∵AD⊥CD且PD⊥CD,AD∩PD=D
∴ CD⊥平面PAD,
∴ CD⊥AG.
∵△PAD为等边三角形,
∴ AG⊥PD,CD∩PD=D,
∴ AG⊥平面PCD,
∴ EF⊥平面PCD.
∵EF⊂平面DEF,
∴ 平面DEF⊥平面PCD.
(2)解:取AD的中点O,BC的中点Q,连接OP和OQ,则OP⊥AD且OQ//CD.
由(1)知,CD⊥平面PAD,
∴ OQ⊥平面PAD,
∴ OQ⊥AD且OQ⊥OP.
以O为原点,以OA,OQ,OP所在直线分别为x,y,z轴,
建立如图所示的空间直角坐标系O−xyz,
则D−1,0,0,E−12,1,32,F1,23,0,DF→=2,23,0,EF→=32,−13,−32.
设平面DEF的法向量为m→=x,y,z,
则 m→⋅DF→=2x+23y=0,m→⋅EF→=32x−13y−32z=0,
令x=1,则m→=1,−3,53.
取平面CDF的一个法向量n→=0,0,1,
则 cs⟨m→,n→⟩=m→⋅n→|m→|⋅|n→|=531×1+9+253=5511.
由图可知二面角C−DF−E为锐角,故二面角C−DF−E的余弦值为5511.
【考点】
平面与平面垂直的判定
用空间向量求平面间的夹角
【解析】
【解答】
(1)证明:取PD中点G,连接AG,EG.
∵ 点E为PC的中点,
∴ EG//CD且EG=12CD.
∵ F为AB的中点,
∴ AF=12AB.
∵ 四边形ABCD是正方形,
∴ AF//EG且AF=EG,
∴ 四边形AFEG为平行四边形,
∴ EF//AC.
∵AD⊥CD且PD⊥CD,AD∩PD=D
∴ CD⊥平面PAD,
∴ CD⊥AG.
∵△PAD为等边三角形,
∴ AG⊥PD,CD∩PD=D,
∴ AG⊥平面PCD,
∴ EF⊥平面PCD.
∵EF⊂平面DEF,
∴ 平面DEF⊥平面PCD.
(2)解:取AD的中点O,BC的中点Q,连接OP和OQ,则OP⊥AD且OQ//CD.
由(1)知,CD⊥平面PAD,
∴ OQ⊥平面PAD,
∴ OQ⊥AD且OQ⊥OP.
以O为原点,以OA,OQ,OP所在直线分别为x,y,z轴,
建立如图所示的空间直角坐标系O−xyz,
则D−1,0,0,E−12,1,32,F1,23,0,DF→=2,23,0,EF→=32,−13,−32.
设平面DEF的法向量为m→=x,y,z,
则 m→⋅DF→=2x+23y=0,m→⋅EF→=32x−13y−32z=0,
令x=1,则m→=1,−3,53.
取平面CDF的一个法向量n→=0,0,1,
则 cs⟨m→,n→⟩=m→⋅n→|m→|⋅|n→|=531×1+9+253=5511.
由图可知二面角C−DF−E为锐角,故二面角C−DF−E的余弦值为5511.
【答案】
解:(1)f′x=xex.
令f′x>0,得x>0;令f′x<0,得x<0,
所以fx在−∞,0上单调递减,在0,+∞上单调递增,
所以fx的最小值为f0=−1,无最大值.
(2)由题知,a≤xex−lnx−x在0,+∞上恒成立.
令gx=xex−lnx−x,则g′x=x+1ex−1x.
因为x>0,所以x+1>0.
设ℎx=ex−1x,易知ℎx在0,+∞上单调递增.
因为ℎ12=e−2<0,ℎ1=e−1>0,
所以存在t∈12,1,使得ℎt=0,即et=1t.
当x∈0,t时,g′x<0,gx在0,t上单调递减;
当x∈t,+∞时,g′x>0,gx在t,+∞上单调递增,
所以gxmin=gt=tet−lnt−t=1+t−t=1,
从而a≤1,
故a的取值范围为(−∞,1].
【考点】
利用导数研究函数的最值
利用导数研究不等式恒成立问题
【解析】
【解答】
解:(1)f′x=xex.
令f′x>0,得x>0;令f′x<0,得x<0,
所以fx在−∞,0上单调递减,在0,+∞上单调递增,
所以fx的最小值为f0=−1,无最大值.
(2)由题知,a≤xex−lnx−x在0,+∞上恒成立.
令gx=xex−lnx−x,则g′x=x+1ex−1x.
因为x>0,所以x+1>0.
设ℎx=ex−1x,易知ℎx在0,+∞上单调递增.
因为ℎ12=e−2<0,ℎ1=e−1>0,
所以存在t∈12,1,使得ℎt=0,即et=1t.
当x∈0,t时,g′x<0,gx在0,t上单调递减;
当x∈t,+∞时,g′x>0,gx在t,+∞上单调递增,
所以gxmin=gt=tet−lnt−t=1+t−t=1,
从而a≤1,
故a的取值范围为(−∞,1].
【答案】
解:(1)由题意得,点M,N的纵坐标均为p2,
由x2=2p⋅p2解得x=±p,则|MN|=2p .
由S△MN=12⋅|MN|⋅|OF|=12⋅2p⋅p2=12p2=2,
解得p=2,
故抛物线C的方程为x2=4y.
(2)设Ax1,y1,Bx2,y2,Px0,y0,直线AP的方程为y−y1=kx−x1,
将抛物线方程变形为y=x24,则y′=x2,
所以k=x12,
所以AP的方程为y−y1=x12x−x1.
因为x12=4y1,
所以直线AP的方程为y+y1=x1x2.
把Px0,y0代入AP的方程得y0+y1=x1x02,
同理可得y0+y2=x2x02.
构造直线方程为y+y0=x0x2,易知A,B两点均在该直线上,
所以直线AB的方程为y+y0=x0x2,
故AB恒过点0,−y0.
因为PH⊥AB,
所以可设PH方程为x−x0=−x02y−y0
所以直线AB的方程为y+y0=x22.
故AB恒过点0,−y0.
因为PH⊥AB,所以可设PH方程为x−x0=−x02y−y0,
化简得x=−x02y−y0−2,
所以PH恒过点0,y0+2.
当−y0=y0+2,即y0=−1时,AB与PH均恒过0,1,
故存在这样的y0,当y0=−1时,H坐标为0,1.
【考点】
抛物线的标准方程
圆锥曲线中的定点与定值问题
【解析】
【解答】
解:(1)由题意得,点M,N的纵坐标均为p2,
由x2=2p⋅p2解得x=±p,则|MN|=2p .
由S△MN=12⋅|MN|⋅|OF|=12⋅2p⋅p2=12p2=2,
解得p=2,
故抛物线C的方程为x2=4y.
(2)设Ax1,y1,Bx2,y2,Px0,y0,直线AP的方程为y−y1=kx−x1,
将抛物线方程变形为y=x24,则y′=x2,
所以k=x12,
所以AP的方程为y−y1=x12x−x1.
因为x12=4y1,
所以直线AP的方程为y+y1=x1x2.
把Px0,y0代入AP的方程得y0+y1=x1x02,
同理可得y0+y2=x2x02.
构造直线方程为y+y0=x0x2,易知A,B两点均在该直线上,
所以直线AB的方程为y+y0=x0x2,
故AB恒过点0,−y0.
因为PH⊥AB,
所以可设PH方程为x−x0=−x02y−y0
所以直线AB的方程为y+y0=x22.
故AB恒过点0,−y0.
因为PH⊥AB,所以可设PH方程为x−x0=−x02y−y0,
化简得x=−x02y−y0−2,
所以PH恒过点0,y0+2.
当−y0=y0+2,即y0=−1时,AB与PH均恒过0,1,
故存在这样的y0,当y0=−1时,H坐标为0,1.
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