题目内容
如图,设抛物线方程为
直线
上任意一点,过M引抛物线的切线,切点分别为A,B。
(1)求证:A,M,B三点的横坐标成等差数列;
(2)已知当M点的坐标为
时,
,求此时抛物线的方程;
(3)是否存在点M,使得点C关于直线AB的对称点D在抛物线
上,其中,点C满足
(O为坐标原点).若存在,求出所有适合题意的点M的坐标;若不存在,请说明理由.
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823151401716599.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823151401732371.gif)
(1)求证:A,M,B三点的横坐标成等差数列;
(2)已知当M点的坐标为
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823151401748308.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823151401763479.gif)
(3)是否存在点M,使得点C关于直线AB的对称点D在抛物线
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823151401794561.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823151401857444.gif)
(1)证明:由题意设![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/201408231514018881144.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/201408231514019043719.jpg)
由
得
,则![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823151402060414.gif)
所以![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823151402075652.gif)
因此直线MA的方程为
直线MB的方程为
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823151402138633.gif)
所以
①;
②
由①-②得
,而
,因此![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823151402278431.gif)
所以A、M、B三点的横坐标成等差数列.
(2)解:由(1)知,当x0=2时,
将其代入①、②并整理得:
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823151402309532.gif)
所以 x1、x2是方程
的两根,
因此
又
所以![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823151402496458.gif)
由弦长公式得:![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/201408231514025431574.gif)
又
,所以p=1或p=2,
因此所求抛物线方程为
或![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823151402699391.gif)
(3)解:设
,由题意得![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823151402746506.gif)
则CD的中点坐标为![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823151402762801.gif)
设直线AB的方程为![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823151402777597.gif)
由点Q在直线AB上,并注意到点
也在直线AB上,
代入得![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823151402824477.gif)
若
在抛物线上,则![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823151402918563.gif)
因此 x3=0或x3=2x0.即D(0,0)或![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823151402949615.gif)
(1)当x0=0时,则
,此时,点M
适合题意.
(2)当
,对于D(0,0),此时![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/201408231514030581239.gif)
又
AB⊥CD,所以![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/201408231514031051055.gif)
即
矛盾.
对于
因为
此时直线CD平行于y轴,又![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823151403198540.gif)
所以直线AB与直线CD不垂直,与题设矛盾,
所以
时,不存在符合题意的M点.
综上所述,仅存在一点M
适合题意.
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/201408231514018881144.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/201408231514019043719.jpg)
由
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823151401919412.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823151401997429.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823151402060414.gif)
所以
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823151402075652.gif)
因此直线MA的方程为
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823151402091634.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823151402138633.gif)
所以
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823151402169730.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823151402184728.gif)
由①-②得
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823151402231652.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823151402262243.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823151402278431.gif)
所以A、M、B三点的横坐标成等差数列.
(2)解:由(1)知,当x0=2时,
将其代入①、②并整理得:
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823151402294534.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823151402309532.gif)
所以 x1、x2是方程
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823151402325510.gif)
因此
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823151402340584.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/201408231514023561015.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823151402496458.gif)
由弦长公式得:
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/201408231514025431574.gif)
又
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823151402559414.gif)
因此所求抛物线方程为
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823151402574385.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823151402699391.gif)
(3)解:设
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823151402715413.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823151402746506.gif)
则CD的中点坐标为
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823151402762801.gif)
设直线AB的方程为
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823151402777597.gif)
由点Q在直线AB上,并注意到点
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823151402793613.gif)
代入得
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823151402824477.gif)
若
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823151402715413.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823151402918563.gif)
因此 x3=0或x3=2x0.即D(0,0)或
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823151402949615.gif)
(1)当x0=0时,则
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823151402996494.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823151403011314.gif)
(2)当
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823151403042270.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/201408231514030581239.gif)
又
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823151403074476.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/201408231514031051055.gif)
即
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823151403120482.gif)
对于
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823151403152620.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823151403183665.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823151403198540.gif)
所以直线AB与直线CD不垂直,与题设矛盾,
所以
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823151403042270.gif)
综上所述,仅存在一点M
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823151403011314.gif)
略
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