陶文平??
摘要:圓錐曲線是高中數(shù)學的重點與難點,而曲線過定點問題是一類重要的題型,我們來研究一個拋物線過定點問題。
關鍵詞:圓錐曲線;拋物線;直線
圓錐曲線是高中數(shù)學的重點與難點,而曲線過定點問題是一類重要的題型,我們來研究一個拋物線過定點問題。
例1已知拋物線y2=2px(p>0),原點為O,且直線l與拋物線相交于A,B點,若OA⊥OB.求證:直線l過定點.
為證明上述結論,先給出一個結論:
引理1:已知拋物線y2=2px(p>0),過x軸上一定點C(c,0)的直線與拋物線相交于A,B點,則yA·yB=-2pc(定值)或xA·xB=c2(定值).
證明:設直線l:x=my+c,聯(lián)立x=my+cy2=2px,消去x得,
y2-2pmy-2pc=0
所以yA·yB=-2pc,又yA2=2pxAyB2=2pxB,
所以xA·xB=yA22p·yB22p=(yA·yB)24p2=c2.
上述引理反過來也是成立的.
引理2:已知拋物線y2=2px(p>0),
(1) 若直線l與拋物線相交于A,B點,且yA·yB=-2pc(定值),則直線l必過x軸上一定點C(c,0);
(2) 若直線l與拋物線相交于A,B點,且xA·xB=c2(定值),則直線l必過x軸上C1(-c,0),C2(c,0)中一點。
下用引理2來證明例1,
設A(xA,yA),B(xB,yB),由OA⊥OB,得xA·xB+yA·yB=0,
又因為xA·xB=(yA·yB)24p2,所以(yA·yB)24p2+yA·yB=0.即(yA·yB)·(yA·yB4p2+1)=0.
因為yA·yB≠0,所以yA·yB=-4p2,
由引理2得,直線l必過x軸上一定點C(2p,0).
例2已知拋物線y2=4x的焦點為F,過點(2,0)的直線l交拋物線于A,B兩點,AF,BF的延長線與拋物線交于C,D兩點,求證:CD過一定點。
證明:由于AB過點(2,0),由引理1可得,yA·yB=-8,(1)
再由BD過點(1,0),由引理1可得,yB·yD=-4,(2)
同理yA·yC=-4,(3)
由(1)(2)(3)得yC·yD=-2,
由引理2得,直線CD必過x軸上一定點M12,0.
推廣到一般結論:已知拋物線y2=2px(p>0)有兩個定點M(a,0),N(b,0),過點M的直線l交拋物線于A,B兩點,AN,BN的延長線與拋物線交于C,D兩點,求證:CD過一定點。
證明:由于AB過點M(a,0),由引理1可得,yA·yB=-2pa,(1)
再由BD過點N(b,0),由引理1可得,yB·yD=-2pb,(2)
同理yA·yC=-2pb,(3)
由(1)(2)(3)得yC·yD=-2pb2a,
由引理2得,直線CD必過x軸上一定點M(b2a,0).