問題1 (2006年高考上海卷,理20)在平面直角坐標系xOy中,設直線l與拋物線y2=2x相交于A、B兩點.
(1)求證:“如果直線l過點T(3,0),那么㎡A?㎡B=3”是真命題;
(2)寫出(1)中命題的逆命題,判斷它是真命題還是假命題,并說明理由.
解:(1)略.(2)易證得當㎡A?㎡B=3時,直線l過定點T(-1,0)或T(3,0),故(1)中命題的逆命題為假.
筆者對問題1的(2)問在圓錐曲線中進行了一般性探究,并得到了如下幾個結論.
引理1(文[1]定理3) 已知拋物線y2=2px(p>0),過定點T(t,0)(t≠0)的動直線與拋物線相交于A,B兩點,則在x軸上存在唯一定點C(0,0),使〤A?〤B呶常數t(t-2p).
定理1 已知拋物線y2=2px(p>0),過定點T1(t1,0)的動直線與拋物線相交于A1,B1兩點,過定點T2(t2,0)的動直線與拋物線相交于A2,B2兩點,其中t1≠t2,且t1,t2≠0.若t1+t2=2p,則在x軸上存在唯一定點C,使〤A1?〤B1=〤A2?〤B2吆慍閃.
證明:由引理1知,只需證t1(t1-2p)=t2?(t2-2p),而由t1+t2 =2p,即t2=2p-t1知,所需證明的等式成立是顯然的.
引理2(文[1]定理2) 已知橢圓x2a2+y2b2=1(a>b>0,c>0,c2=a2-b2),過定點T(t,0)(t≠0且t≠±a)的動直線與橢圓相交于A,B兩點.則在x軸上存在唯一定點C(a2+b2)t2+a2c22a2t,0,使〤A?〤B呶常數(a2-t2)[a2c4-(a2+b2)t2]4a4t2.
定理2 已知橢圓x2a2+y2b2=1(a>b>0,c>0,c2=a2-b2),過定點T1(t1,0)的動直線與橢圓相交于A1,B1兩點,過定點T2(t2,0)的動直線與橢圓相交于A2,B2兩點,其中t1≠t2,且t1,t2≠0.t1,t2≠±a,若t1t2=a2c2a2+b2,則在x軸上存在唯一定點C,使〤A1?〤B1=〤A2?〤B2吆慍閃.
證明:由引理2知,只需證
(a2-t21)[a2c4-(a2+b2)t21]4a4t21=
(a2-t22)[a2c4-(a2+b2)t22]4a4t22.由t1t2=a2c2a2+b2,得t2=a2c2(a2+b2)t1,將此代入所需證明的等式右端,整理后即可得證.
引理3(文[1]定理1) 已知雙曲線x2a2-y2b2=1(a>0,b>0,c>0,c2=a2+b2),過定點T(t,0)(t≠0且t≠±a)的動直線與雙曲線交于A,B兩點.則在x軸上存在唯一定點C(a2-b2)t2+a2c22a2t,0,使〤A?〤B呶常數(a2-t2)[a2c4-(a2-b2)t2]4a4t2.
定理3 已知雙曲線x2a2-y2b2=1(a>0,b>0,a≠b,c>0,c2=a2+b2),過定點T1(t1,0)的動直線與雙曲線相交于A1,B1兩點,過定點T2(t2,0)的動直線與雙曲線相交于A2,B2兩點,其中t1,t2≠0,t1,t2≠±a,且t1≠t2.若t1t2=a2c2a2-b2,則在x軸上存在唯一定點C,使得〤A1?〤B1=〤A2?〤B2吆慍閃.
參考文獻
[1]蘇立志.一道2007年高考題的推廣及應用[J].數學通訊,2007第19期.
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