湖南省沅江市第三中学2024-2025学年高二下学期3月质量检测数学试题
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答案第 1页,共 13页
2024—2025 学年(下)高二年级 3月质量检测
数学参考答案
1.D
【分析】解一元二次不等式求集合,再由集合的交运算求结果.
【详解】由 2| 2 0 { | ( 2) 0} { | 0 2}M x x x x x x x x , | 1N x x ,
所以M N 1,2 .
故选:D
2.C
【分析】根据三角函数的定义,可求得
1 3cos sin
10 10
, ,再结合正弦二倍角公式,
即可求解.
【详解】由题设
1 1 3 3cos sin
1 9 10 1 9 10
, ,
所以
1 3 3sin2 2sin cos 2
510 10
.
故选:C.
3.C
【分析】不妨设直线 l分别交 x、 y轴于点 , 0A a 、 0,B b ,则 0a , 0b ,可得出直线 l
的截距式方程为 1
x y
a b
,结合已知条件可得出
1 2 1
a b
,利用基本不等式可求得 AOBV 面
积的最小值.
【详解】不妨设直线 l分别交 x、 y轴于点 , 0A a 、 0,B b ,则 0a , 0b ,
答案第 2页,共 13页
所以,直线 l的截距式方程为 1
x y
a b
,因为点 P在直线 l上,则
1 2 1
a b
,
由基本不等式可得
1 2 2 2 21 2
a b ab ab
,可得 8ab ,则
1 4
2AOB
S ab △ ,
当且仅当
1 2
1 2 1
a b
a b
时,即当
2
4
a
b
时,等号成立,
故 AOBV 的面积的最小值为 4 .
故选:C.
4.A
【分析】记 2HF 的中点为 P,证明两条渐近线相互垂直,据此即可求解.
【详解】由题意,记 2HF 的中点为 P,如图,
由 1 2FO F O ,则OP∥ 1FH ,
所以两条渐近线相互垂直,
可得 1
b b
a a
,则 2 2b a ,
即 2 2 2c a a a ,所以 2e .
故选:A.
5.D
【分析】结合导函数的图象,可判断函数 y f x 的单调性,从而可判断四个结论是否正确.
【详解】由题意, 3 1x 和 2 4x 时, 0f x ; 1 2x 和 4x 时, 0f x ,
故函数 y f x 在 3, 1 和 2, 4 上单调递减,在 1,2 和 4, 上单调递增,
1x 是 f x 的极小值点, 2x 是 f x 的极大值点,
答案第 3页,共 13页
故②④正确,答案为 D.
【点睛】用导数求函数极值的基本步骤:
①确定函数的定义域;
②求导数 ( )f x ;
③求方程 ( ) 0f x 的根;
④检查 ( )f x 在方程根左右的值的符号,如果左正右负,则 f x 在这个根处取得极大值;如
果左负右正,则 f x 在这个根处取得极小值.
6.B
【分析】利用微积分基本定理可得出 5n m ,再结合 2n m- = 可求得m的值.
【详解】因为 2 1f x x ,取 2F x x x c ,则 2 1F x x f x ,
所以, 2 2d 1 12
n
m
f x x F n F m n n c m m c n m n m ,
因为 2n m- = ,则 5n m ,故
3
2
m ,
故选:B.
7.A
【详解】将这 12名同学平均分成四组分别研究四个不同课题,且每组只研究一个课题
只需每个课题依次选三个人即可,共有
3 3 3
12 9 6C C C 中选法,最后选一名组长各有 3种,
故不同的分配方案为:
3 3 3 4
12 9 6 3C C C ,
故选 A.
8.D
【分析】根据面积比得出 , 的关系,根据 13AG AB AC
,从而可以 AP
, AQ
表示
出 AG
,利用共线原理列方程,解出即可得到答案
【详解】连接 AG并延长,则通过BC的中点M ,过 P,Q分别向 AG所在直线作垂线,垂
足分别为D, E,
如图所示
答案第 4页,共 13页
PAG 与 QAG△ 的面积之比为
2
3
2
3
PD
QE
根据三角形相似可知
2
3
PG
GQ
,则
2
5
PG PQ
25AG AP PG AP AQ AP
即
3 2 3 2
5 5 5 5
AG AP AQ AB AC
由平行四边形法则得 2 13 3AG AM AB AC
根据待定系数法有
2 1
5 3
,则
5
6
故选D
【点睛】平面向量的线性运算可以根据三角形法则或者平行四边形法则,将三角形面积问题
转化为平面几何中三角形相似问题进行求解,考查化归转化思想及数形结合思想的应用
9.BCD
【分析】由二项式定理可得 A错误;由展开式中项的系数关系可得 B正确;由展开式中项
的系数结合组合数的运算可得 C正确;令 1x 可得 D正确.
【详解】对于 A,由二项式定理可得,展开式中各项的二项式系数之和为 2n,故 A错误;
对于 B,若展开式中第 3项与第 7项的二项式系数相等,即 2 6C C 2 6 8n n n ,故 B正
确;
对于 C,若展开式中 3x 的系数为 160,即
3 3 1 2C 2 160 20 6
3 2 1n
n n n
n
,故 C正
确;
对于 D,令 1x , 0 1 2( 2 31 )
n n
na ax a a ,
令 1x , 0 1 21 na a a a ,
两式做差可得 1 3
3 1
2
n
na a a
,故 D正确.
故选:BCD
答案第 5页,共 13页
10.BC
【分析】将直线 AB方程与双曲线方程联立,可得交点坐标,据此可表示出 ABF△ 的面积,
然后结合题意可得答案.
【详解】不妨设 F为右焦点,由题意得直线 AB的方程为 3y x ,设 1 1 2 2, , ,A x y B x y
则有: 2 2 1 22 2 2 2
2 2
3
,
1 3 3
y x ab abx xx y b a b a
a b
且 2 23b a ,
所以 1 22 2 2 2
3 3,
3 3
ab aby y
b a b a
,
所以 2 1 2 2 2 2
1 1 2 3 3
2 2 3 3
ABF
ab abcS OF y y c
b a b a
,
因为 2 2 26 6ABFS a a b ac ,所以 2 2
3 6
3
abc ac
b a
,
由 2 2 2b c a ,解得 2 27a c ,即1 7e ,
又 2 23b a 解得 2e ,所以2 7e ,又
52 5 7 3
2
,
故选:BC.
11.ACD
【分析】A令 0x y 得 1 0f ,令 1y 得 1 1f x f x ,赋值此式可得;B对
1 1f x f x 两边求导得出 1 1g x g x 可得 g x 周期为 4,利用反证法得出 2
也为周期,此时 0g x 即 f x 为常函数,退出矛盾;C由
1 1f x f x 可得 f x 周期为 4,计算 0 , 1 , 2 , 3f f f f 即可;D对
1 1f x y f x y f x f y 两边对 y求导,得
1 1g x y g x y f x g y ,再令 0x y 即可.
【详解】令 0x y ,代入 1 1f x y f x y f x f y 可得 0 0 1 1f f f f ,
即 20 ( 1 )f ,所以 1 0f ,
令 1y ,则 1 1 1 0 2 1f x f x f x f f x ,即 1 1f x f x ,
答案第 6页,共 13页
令 0x 得 1 1 0f f ,
以 1x 替换 x,则 2 , 3 1 2 1 0f x f x f f f ,A选项正确;
以 2x 替换 x,则 4 2f x f x f x ,所以函数 f x 是周期为 4的周期函数.
令 0x ,则 1 1 0f y f y f f y ,即 f y f y ,所以 f x 是偶函数.
对 1 1f x f x 两边求导得 1 1f x f x ,即 1 1g x g x .
1x 替换 x,则 2g x g x ;以 2x 替换 x,则 4 2g x g x g x ,
所以 g x 是周期为 4的周期函数,
若 g x 的周期为 6,则 6g x g x ,又 2 6g x g x ,
则 2g x g x ,又 2g x g x ,则 g x g x ,即 0g x ,
此时 f x 为常函数,与 1 0f 、 0 2f 矛盾,故 g x 的周期不可能为 6,
B选项错误;
由 f x 的周期为 4,且 0 2, 1 0, 2 2, 3 0f f f f .
2025
0
( ) 506 ( (0) (1) (2) (3)) (0) (1)
k
f k f f f f f f
506 2 0 2 0 2 0 2 ,C选项正确;
因为 g x 的周期为 4,且120 4 30 ,所以 120 0g g .
因 2g x g x ,所以 2 0g g ,
对 1 1f x y f x y f x f y 两边对 y求导,
得 1 1f x y f x y f y f x ,即 1 1g x y g x y f x g y
令 0x y ,可得 2 0 1 1 0g g f ,所以 0 0g ,则 120 0g ,D选项正确.
故选:ACD
12.
17
10
【分析】由向量垂直的坐标表示计算即可.
【详解】由题意可得 ,3 2,5 2,3 5a b
,
答案第 7页,共 13页
又 a b a ,所以 172 9 15 0
10
.
故答案为:
17
10
.
13.4
【分析】根据题意,求得双曲线C右焦点为 2 (2,0)F ,抛物线 E的焦点为 ( ,0)2
pF ,得到 2
2
p
,
求得 4p ,进而求得抛物线 E的焦点到准线的距离,得到答案.
【详解】由双曲线
2
2: 1
3
yC x ,可得 1, 3a b ,则 2 2 2c a b ,
所以双曲线C右焦点为 2 (2,0)F ,
又由抛物线 2: 2 0E y px p 的焦点为 ( ,0)
2
pF ,
因为双曲线C与抛物线 E的焦点重合,所以 2
2
p
,解得 4p ,
所以抛物线 2: 8E y x ,准线方程为 2x
所以抛物线 E的焦点到准线的距离为 4 .
故答案为: 4 .
14.
4e
2
【分析】根据题意整理可得
2
2
ln
ln e
e
x
x
x
y
x
y
, 2 2e ,e ex
x
y
,构建函数 ln , etf t t
t
,结合
单调性可得
2e xx
y
,以 ,a b为变量,则 2 2a b 为直线 2e 0xxa b 上的点 ,P a b 到原点
0,0O 的距离的平方,可得 2 2
4
2
e
1
x
a b
x
,构建
4
2
e , 1, 2
1
x
g x x
x
,利用导数求最值
即可得结果.
【详解】因为
2 1e
2
x y ,则 2 2
1 , e ,e e
2
xxx
y
,
又因为
2
2
2ln ln
e x
xy x y y ,整理可得
2
2 2
ln
2 ln e
e e
x
x x
x
xy
x
y
,
构建 ln , etf t t
t
,则 2
1 ln 0tf t
t
,
可知 f t 在 e, 内单调递减,
答案第 8页,共 13页
由
2
2
ln
ln e
e
x
x
x
y
x
y
可知 2e xxf fy
,且
2 2e ,e exx
y
,则 2e x
x
y
,
则 0
x ax b
y
即为 2e 0xxa b ,
以 ,a b为变量,则 2 2a b 为直线 2e 0xxa b 上的点 ,P a b 到原点 0,0O 的距离的平方,
则原点 0,0O 到直线 2e 0xxa b 的距离
2
2
e
1
x
d
x
,
可得
22
4
2
2 2 e
1
x
OP da b
x
,
构建
4
2
e , 1, 2
1
x
g x x
x
,则
2
4
2 4 4
2 22 2
1 154 e
4 1 e 2 e 4 4
0
1 1
x
x x xx x
g x
x x
,
可知 g x 在 1,2 内单调递增,则
4e1
2
g x g ,
所以 2 2a b 的最小值是
4e
2
.
故答案为:
4e
2
.
15.(1)144种;
(2)31种.
【分析】(1)先将3支不同的铅笔进行排序,然后将 4支不同的水笔插入铅笔所形成的空位
中(含两端),结合插空法可求得结果;
(2)对摸出的铅笔的支数进行分类讨论,结合组合知识以及分类加法计数原理可得结果.
【详解】(1)将 4支不同的水笔和3支不同的铅笔排成一排,使得铅笔互不相邻,水笔也不
相邻,
只需先将3支不同的铅笔进行全排,然后将 4支不同的水笔插入铅笔所形成的 4个空位中(含
两端),
由分步乘法计数原理可知,不同的排法种数为
3 4
3 4A A 144 种.
(2)随机一次性摸出3支笔,使得摸出的三支笔中至少有1支铅笔,则铅笔的支数可以是1或
2或3,
由分类加法计数原理知,不同的取笔种数为
1 2 2 1 3
3 4 3 4 3C C C C C 18 12 1 31 种.
答案第 9页,共 13页
16.(1)
π
3
B
(2) 3 3
2
【分析】(1)利用正弦定理结合两角和的正弦公式化简得出 tan B的值,结合角 B的取值范
围可得出角 B的值;
(2)由 ABC BDC ABDS S S 整理得出 3 2ac a c ,结合余弦定理可得出关于 ac的二次
方程,求出 ac的值,再利用三角形的面积公式即可得解.
【详解】(1)因为 3 sin 3 cosa c B b C ,所以 3sin sin sin 3sin cosB C C B B C ,
即 3 sin cos 3 cos sin sin sin 3 sin cosB C B C C B B C ,
即 3cos sin sin sinB C C B ,
因为 B、 0, πC ,则 sin 0C ,所以 tan 3B ,所以 π
3
B .
(2)因为 BD为 ABC 的平分线,所以
π
6
ABD DBC ,
又 ABC BDC ABDS S S ,即
1 π 1 π 1 πsin 2 sin 2 sin
2 3 2 6 2 6
ac a c ,整理得 3 2ac a c .
又由余弦定理
2 2 2 2 2π2 cos
3
b a c ac a c ac ,得 29 3a c ac ,
所以 239 3
4
ac ac ,即 2 4 12 0ac ac ,解得 6ac 或 2ac (舍去),
所以 ABCV 的面积为 1 1 3 3 3sin 6
2 2 2 2ABC
S ac ABC △ .
17.(1)证明见解析
(2) 7
3
.
【分析】(1)由平面 PBE 平面 ABED得 BE CD ,利用勾股定理证 AE AD ,即可得 AD
平面 AEP,即得证;
(2)建立空间直角坐标系,求平面 PAD的法向量为 n
,平面 PAB的法向量为m
,利用向量
的夹角公式即可求解.
【详解】(1)连接 AE,如图.
由梯形的面积公式可得梯形 ABCD的高 2, 3BE DE .
因为平面 PBE 平面 ABED,平面 PBE平面 ,ABCD BE BE CD ,
即 BE PE ,所以 PE 平面 ABED,所以 PE AD .
答案第 10页,共 13页
在 ABE 中,利用勾股定理可得 3AE ,
同理可得 6BC AD ,
在 DAE 中, 2 2 2AD AE DE ,所以 AE AD ,
又 , ,AE PE E AE PE 平面 AEP,,所以 AD 平面 AEP, AP 平面 AEP,
所以 AD AP .
(2)以 E为坐标原点,以 , ,EB EC EP所在直线分别为 x轴, y轴, z轴,建立如图所示的空
间直角坐标系,
则 0,0,0 , 2, 1,0 , 0, 3,0 , 2,0,0 , 0,0,2E A D B P ,
所以 2,2,0 , 2,1,2 , 0,1,0DA AP AB .
设平面 PAD的法向量为 , ,n x y z ,
则
2 2 0
2 2 0
DA n x y
AP n x y z
,取 2 2, 2,3n .
设平面 PAB的法向量为 , ,m a b c ,
则
2 2 0
0
AP m a b c
AB m b
,取 2,0,1m .
所以
4 3 7cos ,
321 3
m nm n
m n
,
所以平面 PAD与平面 PAB的夹角的余弦值为 7
3
.
18.(1)答案见解析
(2) , e 1
(3)证明见解析
【分析】(1)求得 exf x a ,分 0a 、 0a 两种情况讨论,分析导数的符号变化,由
答案第 11页,共 13页
此可求得函数 f x 的增区间和减区间;
(2)由已知不等式结合参变分离得出 e ln 1
x x xa
x
对任意的 0x 恒成立,利用导数求出
函数 e ln 1
x x xh x
x
在 0, 上的最小值,即可得出实数 a的取值范围;
(3)当 1a 时,利用导数分析函数 g x 的单调性,利用极值点与导数的关系结合零点存在
定理可证得 g x 在 0, 上存在唯一的极小值点 0x ,并可得出 0 0e 2 1 0x x ,再结合二次
函数的基本性质可证得 0
3
4
g x .
【详解】(1)因为 e 1xf x ax ,其中 xR , exf x a .
①当 0a 时, e 0xf x a 恒成立, f x 的增区间为 , ,无减区间;
②当 0a 时,令 0f x ,得 lnx a ,
由 0f x 可得 lnx a ;由 0f x 可得 lnx a .
此时,函数 f x 的减区间为 , ln a ,增区间为 ln ,a .
综上所述:当 0a 时, f x 的增区间为 , ,无减区间;
当 0a 时,函数 f x 的减区间为 , ln a ,增区间为 ln ,a .
(2)当 0,x 时, e 1 lnx ax x x 恒成立,即 e ln 1
x x xa
x
恒成立.
令 e ln 1
x x xh x
x
,则
2
1 e 1xx
h x
x
,其中 0x ,
由 0h x 可得0 1x ;由 0h x 可得 1x .
所以,函数 h x 的减区间为 0,1 ,增区间为 1, .
所以 min 1 e 1h x h ,即 e 1a ,故 a的取值范围是 , e 1 .
(3)当 1a 时, 2e 1xg x x x , e 2 1xg x x ,
令 e 2 1xm x x ,则 e 2xm x .
当 0, ln2x 时, 0m x , m x 单调递减;
当 ln2,x 时, 0m x , m x 单调递增,
答案第 12页,共 13页
又因为 ln2ln2 e 2ln2 1 1 2ln2 0m , 0 0m 且
3
23 e 4 0
2
m
,
所以存在唯一的 0
3ln2,
2
x
,使得 0 0m x ,即 0 0e 2 1 0x x .①
当 00,x x 时, 0m x ,即 0g x , g x 单调递减,
当 0 ,x x 时, 0m x ,即 0g x , g x 单调递增,
所以 0x 是 g x 在 0, 上唯一的极小值点.
则 0 20 0 0e 1xg x x x ,由①可知
2
2
0 0 0
3 3 3
2 2 4
g x x x
.
19.(1) 2 4x y
(2)8 6 .
(3)证明见解析
【分析】(1)设出直线 l的方程,与抛物线方程联立,利用韦达定理结合垂直关系的坐标表
示求出 p,即可得方程;
(2)列出面积表达式,利用基本不等式求解即得;
(3)设 3 3,E x y ,求出直线 AE方程 1
1
44 1
1
yy x
x
,与抛物线方程联立,结合(1)的
信息可得 2 3 2 316 16 0x x x x ,再设出直线 BE方程,与抛物线方程联立结合韦达定理
推理即得.
【详解】(1)设 1 1 2 2, , ,A x y B x y ,直线 : 4AB y kx ,
由 2
4
2
y kx
x py
消去 y整理得 2 2 8 0x pkx p ,
2 2
1 2
1 2 1 28 , 162 2
x xx x p y y
p p
,
由OA OB ,得 1 2 1 2 0x x y y ,即16 8 0 p ,解得 2p ,
故抛物线C的方程是 2 4x y .
(2)由(1)可得 1 2 8 16x x p ,
所以 1 2 1
1 12 2
2 2AOB AOF
S S OM x x OF x ,
答案第 13页,共 13页
1 2 1
1
323 2 3 2 3 32 8 6x x x
x
,当且仅当 21
32
3
x 时等号成立,
所以 2AOB AOFS S 的最小值为8 6 .
(3)设 3 3,E x y ,则直线 AE的斜率 1
1
4
1AE
yk
x
,方程为
1
1
44 1
1
yy x
x
,
由
2
1
1
4
44 1
1
x y
yy x
x
消去 y得
2
1
1
44 1 ,
4 1
yx x
x
整理得
2
2
2
1 1
1 1
16 16 16 0
1 1
x xx x
x x
,显然
2 2
1 1
3 1 3
1 1
1
16 16, 16
1 1
x xxx x
x x
x
,
于是 1 3 1 316x x x x ,
又 1 2 16x x ,联立消去 1x ,得 2 3 2 316 16 0x x x x ,
设直线 2:BE y k x m ,与抛物线联立
2
2
4x y
y k x m
,整理得
2
24 4 0x k x m ,
2 3 2 3 24 , 4x x m x x k ,因此 2 24 64 16 0, 16 4m k m k ,
直线 2 216 4y k x k 恒过定点 16, 4 .
【点睛】方法点睛:利用韦达定理法解决直线与圆锥曲线相交问题的基本步骤如下:
(1)设直线方程,设交点坐标为 1 1,x y , 2 2,x y ;
(2)联立直线与圆锥曲线的方程,得到关于 x(或 y)的一元二次方程,必要时计算;
(3)列出韦达定理;
(4)将所求问题或题中的关系转化为 1 2 1 2,x x x x 的形式;
(5)代入韦达定理求解.
绝密★启封前
2024—2025学年(下)高二年级3月质量检测
数 学
考生注意:
1.本试卷分选择题和非选择题两部分。答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题纸上。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用2B铅笔把答题纸上对应题目的答案标号涂黑。如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。写在本试卷上无效。回答非选择题时,将答案写在答题纸上。写在本试卷上无效。
3. 考试结束后,将本试卷与答题卡一并由监考人员收回。
一、单项选择题:本题共8小题,每小题5分,共40分.在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求.
1.已知集合,则( )
A. B. C. D.
2.若角的顶点为坐标原点,始边与轴的非负半轴重合,终边经过点,则( )
A. B. C. D.
3.已知直线经过点,与两坐标轴的正半轴分别交于、两点,为坐标原点,则的面积的最小值为( )
A. B. C. D.
4.过双曲线的左焦点作其一条渐近线的垂线,垂足为,线段的中点在另外一条渐近线上,则双曲线的离心率为( )
A. B. C.2 D.
5.如图所示是函数的导数的图像,下列四个结论:
①在区间上是增函数;
②在区间上是减函数,在区间上是增函数;
③是的极大值点;
④是的极小值点.
其中正确的结论是
A.①③ B.②③ C.②③④ D.②④
6.牛顿-莱布尼茨公式,又称微积分基本定理,其表述如下:若函数在区间上的导函数为,那么.若,,且,则( )
A. B. C. D.2
7.数学活动小组由12名同学组成,现将12名同学平均分成四组分别研究四个不同课题,且每组只研究一个课题,并要求每组选出一名组长,则不同的分配方案的种数为
A. B. C. D.
8.设,过作直线分别交(不与端点重合)于,若,,若与的面积之比为,则
A. B. C. D.
二、多项选择题:本题共3小题,每小题6分,共18分.在每小题给出的四个选项中,有多项符合题目要求,全部选对的得6分,部分选对的得部分分,有选错的得0分.
9.对于二项式,下列说法正确的是( )
A.展开式中各项的二项式系数之和为
B.若展开式中第3项与第7项的二项式系数相等,则
C.若展开式中的系数为160,则
D.若为奇数,令,则
10.已知过原点且斜率为的直线与双曲线的左、右两支分别交于两点,是的一个焦点,若的面积大于,则的离心率可以是( )
A.2 B. C. D.3
11.已知定义域为的函数满足,且,为的导函数,则( )
A. B.
C. D.
三、填空题:本题共3小题,每小题5分,共15分.
12.已知向量,若,则实数 .
13.已知双曲线的右焦点与抛物线的焦点重合,则的焦点到准线的距离为 .
14.已知实数满足,且,若实数使得关于的方程在区间上有解,则的最小值是 .
四、解答题:本题共5小题,共77分.解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤.
15.(13分)
盒子中有3支不同的铅笔和4支不同的水笔.
(1)将这些笔取出后排成一排,使得铅笔互不相邻,水笔也互不相邻,共有多少种不同的排法?
(2)一次性取出3支笔,使得取出的三支笔中至少有1支铅笔,共有多少种不同的取法?
16.(15分)
在△ABC中,分别为内角所对的边,且.
(1)求;
(2)若,的平分线与相交于点,且,求△ABC的面积.
17.(15分)
如图,等腰梯形的面积为,过点作于点.将沿翻折到的位置,使得平面平面.
(1)求证:;
(2)求平面与平面的夹角的余弦值.
18.(17分)
已知函数,.
(1)讨论的单调性;
(2)当时,恒成立,求的取值范围;
(3)当时,设,证明:在上存在唯一的极小值点且.
参考数据:.
19.(17分)
如图,设抛物线的焦点为,过点的直线与交于两点,且.记的面积分别为.
(1)求抛物线的方程;
(2)求的最小值;
(3)设点,直线与抛物线的另一交点为,求证:直线过定点
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