本题导读
解析几何压轴题。(1) 圆与抛物线四个交点等价于 有两正根;(2) 由对称性设交点纵坐标 ,,面积 , 时最大,交点 。
📌【题干】
Question
(2009年大纲卷I(文)) 如图,已知抛物线 与圆 ()相交于 、、、 四个点.
(1)求 的取值范围;
(2)当四边形 的面积最大时,求对角线 、 的交点 坐标.
🔍【思路分析】
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- (1) 将 代入圆方程得 ,需两个不相等的正根: 且两根之积 。
- (2) 设根为 ,,,四个交点关于 轴对称,。令 ,,在 处最大;交点 横坐标 。
✅【答案】
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(1) ;(2)
✍【详细解析】
Abstract
(1) 将 代入圆的方程,得 ,即 要使圆与抛物线有四个交点,上式必须有两个不相等的正根。其判别式 且两根之积 。因为两根之和为 ,所以两根均为正数。故
(2) 设上述二次方程的两个根为 ,令 ,,则四个交点为 由韦达定理 ,即 。四边形 的两条平行边 ,,两平行边之间的距离为 ,故其面积 令 ,则 ,故 由 知,当 时 取得最大值。 由图形关于 轴对称,两条对角线的交点 在 轴上。直线 与 轴交点的横坐标为 (推导:,其中 ,,化简得 。) 而 故 。
💡【考点归纳与避坑指南】
Danger
核心考点:抛物线与圆的位置关系
核心方法:联立判别式 + 对称性化面积 + 三次函数求最值
避坑指南:四个交点 且 ; 横坐标 可由对称性直接看出,省去求直线方程。
📖【试题探源与推广】
Tip
试题探源:抛物线与圆的交点综合是圆锥曲线压轴常见载体。
结论推广:关于 轴对称的四交点构成等腰梯形,面积 。
方法推广:对称图形的对角线交点必在对称轴上,先定位置再求坐标。
🔗【关联脉络】
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