已知拋物線,ab是拋物線的焦點弦,點c是ab的中點. aa』垂直準線於a』, bb』垂直準線於b』, cc』垂直準線於c』,cc』交拋物線於點m,準線交x軸於點k. 求證:
1. 2.;
3.以ab為直徑的圓與準線相切;
證明:cc』是梯形aa』bb』的中位線,
4.;(由1可證)
5.;同理:得證.
6..證明:由得證.
7.垂直平分;垂直平分;
證明:由可知,
同理可證另乙個.
8.平分,平分,a』f平分,b』f平分.
證明:由垂直平分可證.
9. ;
證明:10.;;
證明:作ah垂直x軸於點h,則. 同理可證另乙個.
11.;
證明:由;;得證.
12. 點a處的切線為;
證明:(方法一)設點a處切線方程為,與聯立,得
由解這個關於k的一元二次方程(它的差別式也恰為0)得:得證.
證法二:(求導)兩邊對x求導得得證.
是切線,切點為a;bc』是切線,切點為b;
證明:易求得點a處的切線為,點b處的切線為,解得兩切線的交點為,得證.
14. 過拋物線準線上任一點p作拋物線的切線,則過兩切點q1、q2的弦必過焦點;並且
證明:設點為準線上任一點,過點p作拋物線的切線,切點為,
兩邊對x求導得
顯然切點有兩個,設為
所以q1q2過焦點.
三點共線;b、o、三點共線;
證明:a、o、三點共線
同理可證:b、o、三點共線.
16.;
證明:設ab的方程為,與聯立,得
17.證明:
得證.18.;
證明:.19.(定值); 證明:由、得證.
20.證明:
21.; 證明:由得證.
22.; 證明:由點差法得證.
23.;
證明:作aa2垂直x軸於點a2,在中, 同理可證另乙個.
24.;
證明:,由,得證.
25. 設cc』交拋物線於點m,則點m是cc』的中點;
證明:把代入,得
所以點m的橫座標為點m是cc』的中點.
當弦ab不過焦點時,設ab交x軸於點,設分別以a、b為切點的切線相交於點p,求證:
26.點p在直線上
證明:設與聯立,得,又由
代入得,得證.
27. 設pc交拋物線於點m,則點m是pc的中點;
證明:把代入,得
所以點m的橫座標為點m是pc的中點.
28.設點a、b在準線上的射影分別是a1,b1,則pa垂直平分a1f, pb垂直平分b1f,從而pa平分,pb平分
證明:又,所以pa垂直平分a1f. 同理可證另乙個.
證法二:
同理可證另乙個
29.證明:
易證:30.證明:
得證.例1:(2007江蘇高考第19題)如圖,過c(0,c)(c>0)作直線與拋物線y=x2相交於a、b兩點,一條垂直於x軸的直線,分別與線段ab和直線y+c=0交於p、q。
(1)若=2,求c的值;
(2)若p為線段ab的中點,
求證:aq為拋物線的切線;
(3)試問(2)的逆命題是否成立。
解:(1)設a(x1,y1),b(x2,y2),c(0,c)
點a在拋物線上:y1=x12 (1)點b在拋物線上:y2=x22 (2)
直線ab經過點c3)
將(1)式與(2)式分別代入(3)式,得到x1x2=-c,y1y2=c2
由= x1x2+y1y2=2,得c=2。
(2)p為線段ab的中點,得點q的座標為(,-c)
由aq的斜率k1=,過點a的切線的斜率為k2=2x1。所以直線aq是拋物線的切線。
(3)過點a的切線方程為y-y1=2 x1(x-x1)與直線y=-c相交於點q,
將y=-c代入y-y1=2 x1(x-x1),可得-c-x12=2 x1(x-x1)即x1x2-x12=2 x1(x-x1)
所以點q的橫座標為,即點p為線段ab的中點。(2)的逆命題成立。
該題的命題思路就是借助於性質3而編制的一道中等難度的題。其中主要運用了切線的斜率,切線的方程的寫法,以及拋物線中的定值的使用。下題也是用類似的方法命制的題。
例2:(2006全國高考卷ⅱ21題)拋物線x2=4y的焦點f,a、b是拋物線上兩動點,且,過a、b兩點分別作拋物線的切線,設其交點為m。
(1) 證明:為定值;
(2) 設△abm的面積為s,寫出s=f(λ)的表示式,並求出s的最小值。
解:(1)設a(x1,y1),b(x2,y2),f(0,1)
點a在拋物線上:4y1=x12 (1)點b在拋物線上:4y2=x22 (2)
直線ab經過點f3)
得到過點a的切線方程:2(y-y1)=x1(x-x1) (4)
過點b的切線方程:2(y-y2)=x2(x-x2) (5)
由(1)(2)(3)得x1x2=-4,y1y2=1。
由(4)、(5)得m座標為(,-1)。
所以=(,-2)·(x2- x1,y2- y1)=。
(2),即(0-x1,1-y1)=λ(x2,y2-1)
所以-x1=λx2,再由x1x2=-4,得λx2x2=4,
即x2=,則x1=,y1=λ,y2=。由=0,
所以s= f(λ)=
=。當λ=1時,△abm的面積s取得最小值。
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(1)過點a的拋物線c的切線與y軸交於點d,求證:;
(2)若直線m過焦點f,分別過點a,b的兩條切線相交於點m,求證:am⊥bm,且點m在直線l上.
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