题目内容
.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)试用
(2)若C的方程为
(3)请选定一条除椭圆外的圆锥曲线C,试探究
(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)
解.(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
则
令
同理可得:
(2)由(1)可知:
则
(3)第一层次:
①点
证明如下:由(1)知:
则
②点
则
证明如下:由(1)知:
则
第二层次:
点
证明如下:由(1)知:
则
略
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