本题导读
本题考查抛物线定义与向量性质的综合应用,是选择题的压轴题。核心在于识别已知向量条件 对应的数理本质:焦点 恰好是 的几何重心。通过重心坐标公式建立横坐标的代数和,再结合抛物线焦半径性质实现秒杀。
📌【题干】
Question
(2007年大纲卷II(理)) 设 为抛物线 的焦点, 为该抛物线线上三点. 若 ,则 ()
A. 9 B. 6 C. 4 D. 3
🔍【思路分析】
破题导航
- 转化向量平衡条件:由 易知,点 是以 为顶点的三角形的重心。
- 运用重心坐标公式:设 。根据重心坐标定理,其横坐标满足关系: 。
- 提取抛物线特征量:由 。所以焦点坐标为 ,即 。
- 利用焦半径公式化简求和:
抛物线的焦半径公式为 。
同理,目标和式为: 。代入重心的坐标关系求解。
✅【答案】
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B
✍【详细解析】
Abstract
解:由抛物线标准方程 可知, 。 所以,该抛物线的焦点坐标为 ,其准线方程为 。
设该抛物线上的三个顶点坐标分别为 。 因为已知向量等式满足: 根据平面向量的重心性质定理,这意味着焦点 恰好为 的几何重心。
依据三角形重心坐标公式,重心 的横坐标 严格等于三个顶点横坐标的算术平均值: 将已知焦点横坐标 代入上式中:
根据抛物线的第二几何定义,抛物线上任意一点到焦点的距离(焦半径)等于该点到准线的垂直距离。 由准线方程为 可知,三个顶点的焦半径公式分别为:
将这三个焦半径式子进行累加求和: 利用加法交换律进行同类项合拢:
将①式中的横坐标之和 整体代入上式中:
故选:B。
💡【考点归纳与避坑指南】
Danger
- 核心考点:向量零平衡条件转换为三角形重心几何概念、重心横坐标公式、抛物线通项焦半径公式 。
- 核心方法:坐标整体代换法。
- 避坑指南:
属于极其高频的压轴必考题型。看到“向量和为零向量”,第一反应必须是联想到重心。如果采取设直线与抛物线方程联立的传统代数方法,属于思路跑偏, 会导致因计算量过大而彻底无法在有限时间内解出。
📖【试题探源与推广】
Tip
试题探源: 本题由解析几何中经典的“抛物线焦点弦与重心复合模型”改编而来,利用重心性质将复杂的代数和无损转化为一阶线性坐标运算。
结论推广: 对于任何开口向右的标准抛物线 , 若其上 个点满足 , 则这 个点到焦点的距离之和满足统一常数公式: 。 本题中 , 代入公式直达 。
🔗【关联脉络】
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