题目内容
已知抛物线C的顶点在坐标原点,焦点F(1,0).
(Ⅰ)求抛物线C的方程;
(Ⅱ)命题:“过抛物线C的焦点F作与x轴不垂直的任意直线l交抛物线于A、B两点,线段AB的垂直平分线交x轴于点M,则
为定值,且定值是2”.判断它是真命题还是假命题,并说明理;
(Ⅲ)试推广(Ⅱ)中的命题,写出关于抛物线的一般性命题(注,不必证明).
(Ⅰ)求抛物线C的方程;
(Ⅱ)命题:“过抛物线C的焦点F作与x轴不垂直的任意直线l交抛物线于A、B两点,线段AB的垂直平分线交x轴于点M,则
|AB| | |FM| |
(Ⅲ)试推广(Ⅱ)中的命题,写出关于抛物线的一般性命题(注,不必证明).
分析:(Ⅰ)设抛物线C的方程,利用抛物线的焦点F(1,0),确定p的值,从而可得抛物线C的方程;
(Ⅱ)命题是真命题.设直线AB的方程代入y2=4x,利用韦达定理确定线段AB中点的坐标,从而可得线段AB的垂直平分线的方程,进而可得M的坐标,结合抛物线的定义,即可证得结论;
(Ⅲ)过抛物线的焦点F作与x轴不垂直的任意直线l交抛物线于A、B两点,线段AB的垂直平分线交对称轴于点M,则
为定值,且定值是2.
(Ⅱ)命题是真命题.设直线AB的方程代入y2=4x,利用韦达定理确定线段AB中点的坐标,从而可得线段AB的垂直平分线的方程,进而可得M的坐标,结合抛物线的定义,即可证得结论;
(Ⅲ)过抛物线的焦点F作与x轴不垂直的任意直线l交抛物线于A、B两点,线段AB的垂直平分线交对称轴于点M,则
|AB| |
|FM| |
解答:解:(Ⅰ)设抛物线C的方程为y2=2px(p>0);
∵抛物线的焦点F(1,0),
∴
=1,∴p=2
∴抛物线C的方程为y2=4x;…(3分)
(Ⅱ)命题是真命题,证明如下:…(4分)
设直线AB的方程为y=k(x-1)(k≠0)
代入y2=4x,消去x得ky2-4y-4k=0,…(5分)
设A(x1,y1)、B(x2,y2),则y1+y2=
,y1•y2=-4…(6分)
∴x1+x2=
(
+
)=
[(
+
)2-2
]=
(
+8)=
+2
∴线段AB中点P(
+1,
)…(7分)
∴线段AB的垂直平分线的方程为y-
=-
(x-
-1)
令y=0,解得x=3+
,即M(3+
,0),∴|FM|=
+2…(8分)
由抛物线的定义知|AB|=x1+x2+p=
+4…(9分)
∴
=2,证明完毕 …(10分)
(Ⅲ)过抛物线的焦点F作与x轴不垂直的任意直线l交抛物线于A、B两点,线段AB的垂直平分线交对称轴于点M,则
为定值,且定值是2.…(12分)
(注:如果考生给出“抛物线y2=2px(p>0)的焦点F作与x轴不垂直的任意直线l交抛物线于A、B两点,线段AB的垂直平分线交x轴于点M,则
为定值,且定值是2”等,照样给分.)
∵抛物线的焦点F(1,0),
∴
p |
2 |
∴抛物线C的方程为y2=4x;…(3分)
(Ⅱ)命题是真命题,证明如下:…(4分)
设直线AB的方程为y=k(x-1)(k≠0)
代入y2=4x,消去x得ky2-4y-4k=0,…(5分)
设A(x1,y1)、B(x2,y2),则y1+y2=
4 |
k |
∴x1+x2=
1 |
4 |
y | 2 1 |
y | 2 2 |
1 |
4 |
y | 1 |
y | 2 |
y | 1 |
y | 2 |
1 |
4 |
16 |
k2 |
4 |
k2 |
∴线段AB中点P(
2 |
k2 |
2 |
k |
∴线段AB的垂直平分线的方程为y-
2 |
k |
1 |
k |
2 |
k2 |
令y=0,解得x=3+
2 |
k2 |
2 |
k2 |
2 |
k2 |
由抛物线的定义知|AB|=x1+x2+p=
4 |
k2 |
∴
|AB| |
|FM| |
(Ⅲ)过抛物线的焦点F作与x轴不垂直的任意直线l交抛物线于A、B两点,线段AB的垂直平分线交对称轴于点M,则
|AB| |
|FM| |
(注:如果考生给出“抛物线y2=2px(p>0)的焦点F作与x轴不垂直的任意直线l交抛物线于A、B两点,线段AB的垂直平分线交x轴于点M,则
|AB| |
|FM| |
点评:本题考查抛物线的标准方程,考查直线与抛物线的位置关系,考查学生分析解决问题的能力,属于中档题.
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