题目内容
如图,在平面直角坐标系xoy中,设点F(0,p)(p>0),直线l:y=-p,点P在直线l上移动,R是线段PF与x轴的交点, 过R、P分别作直线l1、l2,使l1⊥PF,l2⊥l
.
(Ⅰ)求动点Q的轨迹C的方程;
(Ⅱ)在直线l上任取一点M做曲线C的两条切线,设切点为A、B,求证:直线AB恒过一定点;
(Ⅲ)对(Ⅱ)求证:当直线MA,MF,MB的斜率存在时,直线MA,MF,MB的斜率的倒数成等差数列.
解:(Ⅰ)依题意知,点R是线段FP的中点,且RQ⊥FP,
∴RQ是线段FP的垂直平分线.
∴|PQ|=|QF|.
故动点Q的轨迹C是以F为焦点,l为准线的抛物线,其方程为:
.
(Ⅱ)设
,两切点为
,
由
得
,求导得
.
∴两条切线方程为
①
②
对于方程①,代入点M(m,-p)得,
,
又
∴
整理得:
同理对方程②有
即x1,x2为方程
的两根
.∴
③
设直线AB的斜率为k,
所以直线AB的方程为
,
展开得:
,
代入③得:
∴直线恒过定点(0.p).
(Ⅲ) 证明:由(Ⅱ)的结论,设(0.p),
,
且有
,
∴
∴

=
又∵
,
所以
即直线MA,MF,MB的斜率倒数成等差数列.
∴RQ是线段FP的垂直平分线.
∴|PQ|=|QF|.
故动点Q的轨迹C是以F为焦点,l为准线的抛物线,其方程为:
(Ⅱ)设
由
∴两条切线方程为
对于方程①,代入点M(m,-p)得,
又
整理得:
同理对方程②有
.∴
设直线AB的斜率为k,
所以直线AB的方程为
展开得:
代入③得:
∴直线恒过定点(0.p).
(Ⅲ) 证明:由(Ⅱ)的结论,设(0.p),
∴
∴
=
又∵
所以
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