曲线 $C$:$y=-{{x}^{2}}+5x-1$,过原点 $O$ 与 $C$ 相切于 $P$($P$ 在第一象限)的切线为 $y=kx$.
【难度】
【出处】
2008年清华大学自主招生暨领军计划试题
【标注】
  • 知识点
    >
    解析几何
    >
    直线与圆锥曲线
    >
    切线方程
  • 题型
    >
    解析几何
    >
    圆锥曲线中的参数取值及范围问题
  • 知识点
    >
    解析几何
    >
    直线与圆锥曲线
    >
    面积计算
  • 题型
    >
    解析几何
    >
    圆锥曲线的弦长与面积问题
  1. 求 $k$ 的值与点 $P$ 的坐标;
    标注
    • 知识点
      >
      解析几何
      >
      直线与圆锥曲线
      >
      切线方程
    答案
    $k=3$,$P\left( 1,3 \right)$
    解析
    如图,联立直线与抛物线方程,有$$-{{x}^{2}}+5x-1=kx,$$即$${{x}^{2}}+\left( k-5 \right)x+1=0,$$其判别式$$\Delta ={{\left( k-5 \right)}^{2}}-4=0,$$解得 $k=7$ 或 $k=3$.
    情形一当 $k=7$ 时,切点横坐标为 $-\dfrac{k-5}{2}=-1$,舍去;
    情形二当 $k=3$ 时,切点横坐标为 $-\dfrac{k-5}{2}=1$,符合题意.
    因此 $k=3$,$P\left( 1,3 \right)$.
  2. 若 $PQ\perp PO$,$Q$ 在抛物线上,求 $Q$ 点的坐标;
    标注
    • 题型
      >
      解析几何
      >
      圆锥曲线中的参数取值及范围问题
    答案
    $Q\left( \dfrac{13}{3},\dfrac{17}{9} \right)$
    解析
    直线 $PQ$ 的方程为$$y=-\dfrac{1}{3}\left( x-1 \right)+3,$$而抛物线的方程为$$y=-\left( x-1 \right)\left( x-4 \right)+3,$$于是 $Q\left( \dfrac{13}{3},\dfrac{17}{9} \right)$.
  3. 抛物线上是否存在点 $R$,使 ${{S}_{\triangle POQ}}={{S}_{\triangle PQR}}$.
    标注
    • 知识点
      >
      解析几何
      >
      直线与圆锥曲线
      >
      面积计算
    • 题型
      >
      解析几何
      >
      圆锥曲线的弦长与面积问题
    答案
    存在
    解析
    直线 $PQ:y=-\dfrac{1}{3}x+\dfrac{10}{3}$,所以考虑直线 $y=-\dfrac{1}{3}x$ 及 $y=-\dfrac{1}{3}x+\dfrac{20}{3}$ 与抛物线的关系.
    因为直线 $y=-\dfrac{1}{3}x$ 与抛物线相交于两点,直线 $y=-\dfrac{1}{3}x+\dfrac{20}{3}$ 与抛物线相离,
    所以存在符合题意的点 $R$.
题目 问题1 答案1 解析1 备注1 问题2 答案2 解析2 备注2 问题3 答案3 解析3 备注3
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