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撕下偽裝,還是“斜率之積為定值”的套路(2019北京卷圓錐曲線)

2022-07-12 11:57 作者:數(shù)學(xué)老頑童  | 我要投稿

(2019北京,18)已知拋物線Cx%5E2%3D-2py經(jīng)過點(diǎn)%5Cleft(%202%2C-1%20%5Cright)%20.

(1)求拋物線C的標(biāo)準(zhǔn)方程及其準(zhǔn)線方程;

(2)設(shè)O為原點(diǎn),過拋物線C的焦點(diǎn)作斜率不為0的直線l交拋物線C于兩點(diǎn)MN,直線y%3D-1分別交直線OMON于點(diǎn)A和點(diǎn)B.求證:以AB為直徑的圓經(jīng)過y軸上的兩個(gè)定點(diǎn).

解:(1)由題可知2%5E2%3D-2p%5Ccdot%20%5Cleft(%20-1%20%5Cright)%20,

解得p%3D2,

所以C的方程為x%5E2%3D-4y

其準(zhǔn)線方程為y%3D1.

(2)先畫個(gè)圖

設(shè)M%5Cleft(%20x_1%2Cy_1%20%5Cright)%20、N%5Cleft(%20x_2%2Cy_2%20%5Cright)%20、A%5Cleft(%20x_3%2C-1%20%5Cright)%20、B%5Cleft(%20x_4%2C-1%20%5Cright)%20,

設(shè)以AB為直徑的圓與y軸交于T%5Cleft(%200%2Ct%20%5Cright)%20,則必有%5Coverrightarrow%7BTA%7D%5Ccdot%20%5Coverrightarrow%7BTB%7D%3D0,

x_3x_4%2B%5Cleft(%20t%2B1%20%5Cright)%20%5E2%3D0

欲證t為定值,只需證x_3x_4為定值.

因?yàn)?img type="latex" class="latex" src="http://api.bilibili.com/x/web-frontend/mathjax/tex?formula=A" alt="A">在直線OM上,所以-1%3Dk_%7BOM%7D%5Ccdot%20x_3,

x_3%3D-%5Cfrac%7B1%7D%7Bk_%7BOM%7D%7D

同理可得x_4%3D-%5Cfrac%7B1%7D%7Bk_%7BON%7D%7D,

%5Cfrac%7B1%7D%7Bk_%7BOM%7D%5Ccdot%20k_%7BON%7D%7D%2B%5Cleft(%20t%2B1%20%5Cright)%20%5E2%3D0,

故只需證%5Cfrac%7B1%7D%7Bk_%7BOM%7D%5Ccdot%20k_%7BON%7D%7D為定值即可.

設(shè)l的方程為kx-y%3D1,

C聯(lián)立,得x%5E2%3D-4y%5Cleft(%20kx-y%20%5Cright)%20,

整理得x%5E2%2B4kxy-4y%5E2%3D0,

各項(xiàng)同除以y%5E2,得

%5Cleft(%20%5Cfrac%7Bx%7D%7By%7D%20%5Cright)%20%5E2%2B4k%5Ccdot%20%5Cfrac%7Bx%7D%7By%7D-4%3D0,

所以%5Cfrac%7B1%7D%7Bk_%7BOM%7D%7D%5Ccdot%20%5Cfrac%7B1%7D%7Bk_%7BON%7D%7D%3D%5Cfrac%7Bx_1%7D%7By_1%7D%5Ccdot%20%5Cfrac%7Bx_2%7D%7By_2%7D%3D-4

所以-4%2B%5Cleft(%20t%2B1%20%5Cright)%20%5E2%3D0,

解得t%3D-3,或t%3D1,

故以AB為直徑的圓恒過%5Cleft(%200%2C-3%20%5Cright)%20%5Cleft(%200%2C1%5Cright)%20.

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