题目内容
(2008•海珠区一模)已知抛物线D的顶点是椭圆
+
=1的中心,焦点与该椭圆的右焦点重合.
(1)求抛物线D的方程;
(2)已知动直线l过点P(4,0),交抛物线D于A、B两点,坐标原点O为PQ中点,求证:∠AQP=∠BQP;
(3)是否存在垂直于x轴的直线m被以AP为直径的圆所截得的弦长恒为定值?如果存在,求出m的方程;如果不存在,说明理由.
| x2 |
| 4 |
| y2 |
| 3 |
(1)求抛物线D的方程;
(2)已知动直线l过点P(4,0),交抛物线D于A、B两点,坐标原点O为PQ中点,求证:∠AQP=∠BQP;
(3)是否存在垂直于x轴的直线m被以AP为直径的圆所截得的弦长恒为定值?如果存在,求出m的方程;如果不存在,说明理由.
分析:(1)由题意,设抛物线方程为y2=2px(p>0).由a2-b2=4-3=1,得c=1.由此能求出抛物线D的方程.
(2)设A(x1,y1),B(x2,y2),由于O为PQ之中点,故当l⊥x轴时由抛物线的对称性知∠AQP=∠BQP,当l不垂直x轴时,设l:y=k(x-4),由
,得k2x2-4(2k2+1)x+16k2=0,由此能够证明∠AQP=∠BQp.
(3)设存在直线m+x=a满足题意,则圆心M(
,
),过M作直线x=a的垂线,垂足为E,故|EG|2=|MG|2-|ME|2,由此能够导出存在直线m:x=3满足题意.
(2)设A(x1,y1),B(x2,y2),由于O为PQ之中点,故当l⊥x轴时由抛物线的对称性知∠AQP=∠BQP,当l不垂直x轴时,设l:y=k(x-4),由
|
(3)设存在直线m+x=a满足题意,则圆心M(
| x1+4 |
| 2 |
| y1 |
| 2 |
解答:(本小题满分14分)
(1)解:由题意,可设抛物线方程为y2=2px(p>0).
由a2-b2=4-3=1,得c=1.
∴抛物线的焦点为(1,0),∴p=2.
∴抛物线D的方程为y2=4x.…(4分)
(2)证明:设A(x1,y1),B(x2,y2),
由于O为PQ之中点,故当l⊥x轴时,由抛物线的对称性知,一定有∠AQP=∠BQP,
当l不垂直x轴时,设l:y=k(x-4),
由
,得k2x2-4(2k2+1)x+16k2=0,
∴
,
∵kAQ=
=
,
kBQ=
=
,
∴kAQ+kBQ=
=
=0,
∴∠AQP=∠BQP.
综上证知,∠AQP=∠BQP
(3)解:设存在直线m+x=a满足题意,
则圆心M(
,
),
过M作直线x=a的垂线,垂足为E,
∴|EG|2=|MG|2-|ME|2,
即|EG|2=|MA|2-|ME|2
=
-(
-a)2
=
y12+
+a(x1+4)-a2
=x1-4x1+a(x1+4)-a2
=(a-3)x1+4a-a2,
当a=3时,|EG|2=3,
此时直线m被以AP为直径的圆截得的弦长恒为定值2
.…(13分)
因此存在直线m:x=3满足题意…(14分)
(1)解:由题意,可设抛物线方程为y2=2px(p>0).
由a2-b2=4-3=1,得c=1.
∴抛物线的焦点为(1,0),∴p=2.
∴抛物线D的方程为y2=4x.…(4分)
(2)证明:设A(x1,y1),B(x2,y2),
由于O为PQ之中点,故当l⊥x轴时,由抛物线的对称性知,一定有∠AQP=∠BQP,
当l不垂直x轴时,设l:y=k(x-4),
由
|
∴
|
∵kAQ=
| y1 |
| x1+4 |
| k(x1-4) |
| x1+4 |
kBQ=
| y2 |
| x2+4 |
| k(x2-4) |
| x2+4 |
∴kAQ+kBQ=
| k(2x1x2-32) |
| (x1+4)(x2+4) |
| k(2•16-32) |
| (x1+4)(x2+4) |
∴∠AQP=∠BQP.
综上证知,∠AQP=∠BQP
(3)解:设存在直线m+x=a满足题意,
则圆心M(
| x1+4 |
| 2 |
| y1 |
| 2 |
过M作直线x=a的垂线,垂足为E,
∴|EG|2=|MG|2-|ME|2,
即|EG|2=|MA|2-|ME|2
=
| (x1-4)2+y12 |
| 4 |
| x1+4 |
| 2 |
=
| 1 |
| 4 |
| (x1-4)2-(x1+4)2 |
| 4 |
=x1-4x1+a(x1+4)-a2
=(a-3)x1+4a-a2,
当a=3时,|EG|2=3,
此时直线m被以AP为直径的圆截得的弦长恒为定值2
| 3 |
因此存在直线m:x=3满足题意…(14分)
点评:本题考查抛物线方程的求法,直线和抛物线的位置关系,考查运算求解能力,推理论证能力;考查化归与转化思想.对数学思维的要求比较高,有一定的探索性.综合性强,难度大,是高考的重点.解题时要认真审题,仔细解答.
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