题目内容
设抛物线y2=2px(p> 0)的焦点为F,经过点F的直线交抛物线于A、B两点.点C在抛物线的准线上,且BC∥x轴.证明直线 AC经过原点O.
思路解析:本题的解法很多,采用坐标方法进行代数推理,可以证明OA与OC的斜率相等,证明AO+OC=AC,证明OC与BF的交点A在抛物线上,证明AC的方程形如y=φ(p)x,等等,每种证明又有不同的表述形式,甚至可以用参数方程法,采用平面几何方法进行推理. 证法一:如图所示, 因为抛物线y2=2px(p>0)的焦点为F(,0),所以经过点F的直线AB的方程可设为x=my+,代入抛物线方程得y2-2pmy-p2=0. 若记A(x1,y1),B(x2,y2),则y1,y2是该方程的两个根,所以y1y2=-p2. 因为BC∥x轴,且点C在准线x=-上,所以点C的坐标为(-,y2). 故直线CO的斜率为 k===, 即k也是直线OA的斜率,所以直线AC经过原点O. 证法二:设A(x1,y1),B(x2,y2). 因为BC∥x轴,所以C(-,y2). 因为A、B在抛物线上, 所以y12=2px1,y22=2px2. 又因为直线AB过焦点F, 所以kAF=kBF,即=. 所以. 所以y1y2(y2-y1)=p2(y1-y2). 因为y1≠y2,所以y1y2=-p2. 因为kOC=====kOA, 所以直线AC经过原点O. 证法三:因为抛物线y2=2px(p>0)的焦点为(,0), 所以设直线AB的方程为x=ky+. 由 消去x得y2-2pky-p2=0. 所以yA·yB=-p2. 因为A(,yA),C(-,yB),即C(-,-), 所以直线AC的方程为=. 化简得y=x. 显然,原点O适合此方程,所以原点O在直线AC上. 证法四:设B(a,b),则C(-,b),F(,0), 所以直线BF的方程为y(a-)=b(x-), 直线OC的方程为y=-x. 所以 消y得-x(a-)=b(x-). 所以所以A′(,-). 因为B在抛物线y2=2px上,所以b2=2ap. 所以A′(,-). 所以(-)2==2p·. 所以A′在抛物线y2=2px上.所以A′与A重合,即直线AC经过原点O. 证法五:如下图所示,记x轴与抛物线准线l的交点为E,过A作AD⊥l,D是垂足,则AD∥FE∥BC. 连结AC,与EF相交于点N,则,. 根据抛物线的性质,得|AF|=|AD|,|BF|=|BC|. 所以|EN|===|NF|, 即点N是EF的中点,与抛物线的顶点O重合,所以直线AC经过原点O. 证法六:如下图所示, 设准线交x轴于点E,过A点作AM⊥x轴于M. 设A(x1,y1),B(x2,y2),则C(-,y2),所以=. 由证法二知y1=, 又, 所以=.所以△AOM∽△COE.所以∠AOM=∠COE. 故A、O、C三点共线,即直线AC过原点O.