题目内容
(本题满分18分)第(1)小题满分6分,第(2)小题满分6分,第(3)小题满分6分。
圆锥曲线上任意两点连成的线段称为弦。若圆锥曲线上的一条弦垂直于其对称轴,我们将该弦称之为曲线的垂轴弦。已知点、是圆锥曲线C上不与顶点重合的任意两点,是垂直于轴的一条垂轴弦,直线分别交轴于点和点。
(1)试用的代数式分别表示和;
(2)若C的方程为(如图),求证:是与和点位置无关的定值;
(3)请选定一条除椭圆外的圆锥曲线C,试探究和经过某种四则运算(加、减、乘、除),其结果是否是与和点位置无关的定值,写出你的研究结论并证明。
(说明:对于第3题,将根据研究结论所体现的思维层次,给予两种不同层次的评分)
(1)因为是垂直于轴的一条垂轴弦,所以
则 ……………. 2分
令则……………. 4分
同理可得:,……………. 6分
(2)由(1)可知:……………. 8分
在椭圆C:上,,
则(定值)
是与和点位置无关的定值 …………. 12分
(3)第一层次:
①点是圆C:上不与坐标轴重合的任意一点,是垂直于轴的垂轴弦,直线分别交轴于点和点,则。……………. 16分
证明如下:由(1)知:
在圆C:上,,
则
是与和点位置无关的定值
②点是双曲线C:上不与顶点重合的任意一点,是垂直于轴的垂轴弦,直线分别交轴于点和点,则。……………. 16分
证明如下:由(1)知:
在双曲线C:上,,
则
是与和点位置无关的定值
第二层次:
点是抛物线C:上不与顶点重合的任意一点,是垂直于轴的垂轴弦,直线分别交轴于点和点,则。…………. 18分
证明如下:由(1)知: ,
在抛物线C:上,
则
是与和点位置无关的定值