5.(2005年北京春季)如图,O为坐标原点,直线lx轴和y轴上的截距分别是ab(a>0,b≠0),且交抛物线y2=2px(p>0)于M(x1y1),N(x2y2)两点.

(1)写出直线l的截距式方程;
(2)证明:+=
(3)当a=2p时,求∠MON的大小.
 
 

例6.(2006年全国卷II)已知抛物线x2=4y的焦点为FAB是抛物线上的两动点,且=λ(λ>0).过AB两点分别作抛物线的切线,设其交点为M

(Ⅰ)证明·为定值;

(Ⅱ)设△ABM的面积为S,写出Sf(λ)的表达式,并求S的最小值.

[解] (Ⅰ)由已知条件,得F(0,1),λ>0.

A(x1y1),B(x2y2).由=λ,即得 (-x1,1-y)=λ(x2y2-1),

将①式两边平方并把y1x12y2x22代入得y1λ2y2  ③

解②、③式得y1λy2=,且有x1x2=-λx22=-4λy2=-4,

抛物线方程为yx2,求导得y′=x

所以过抛物线上AB两点的切线方程分别是yx1(xx1)+y1yx2(xx2)+y2

yx1xx12yx2xx22

解出两条切线的交点M的坐标为(,)=(,-1). 

所以·=(,-2)·(x2x1y2y1)=(x22x12)-2(x22x12)=0

所以·为定值,其值为0.  

 (Ⅱ)由(Ⅰ)知在△ABM中,FMAB,因而S=|AB||FM|.

|FM|===

==+.

因为|AF|、|BF|分别等于AB到抛物线准线y=-1的距离,

所以|AB|=|AF|+|BF|=y1+y2+2=λ++2=(+)2

于是S=|AB||FM|=(+)3,由+≥2知S≥4,且当λ=1时,S取得最小值4.

[警示]有向线段所成的比,线段的定比分点等概念,本身就是解析几何研究的一类重要问题。向量概念的引入,使这类问题的解决显得简洁而流畅。由于向量可以用一条有向线段来表示,有向线段的方向可以决定解析几何中直线的斜率,故直线的方向向量与解析几何中的直线有着天然的联系。求解此类问题的关键是:根据直线的方向向量得出直线方程,再转化为解析几何问题解决。求解这类问题可以用定比分点公式,也可以直接用有向线段的比解题。另外,向量的长度,点的平移等与解析几何都有着千丝万缕的联系,向量与解析几何的结合,为解决这些问题开辟了新的解题途径。

[变式训练]

4.设为抛物线上位于轴两侧的两点.

(1)若,证明:直线恒过一定点;

(2)若为坐标原点为钝角,求直线轴上的截距的取值范围.

例5.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AB两点,点C在抛物线的准线上,且BCx轴.证明直线AC经过原点O.

[剖析]证直线AC经过原点O,即证OAC三点共线,为此只需证kOC=kOA.本题也可结合图形特点,由抛物线的几何性质和平面几何知识去解决.

[解]解法一:设直线方程为yk(x)A(x1y1),B(x2y2),C(y2).

又∵y12=2px1  ∴kOCkOA

k也是直线OA的斜率,所以AC经过原点O.

k不存在时,ABx轴,同理可得kOAkOC,所以AC经过原点O.

解法二:因为抛物线y2=2px(p>0)的焦点为,由于直线斜率不为0,所以经过点的直线的方程可设为,代入抛物线方程消去.若记,则是该方程的两个根,所以,因为轴,且点在准线上,所以点的坐标

故直线的斜率为

也是直线的斜率,所以直线经过原点.

解法三:如图,过AADlD为垂足,则:ADEFBC

连结ACEF相交于点N

由抛物线的定义可知:|AF|=|AD|,|BF|=|BC|

∴|EN|==|NF|.

即点的中点,与抛物线的顶点重合,所以直线经过原点.

[警示]本例实际揭示了抛物线焦点弦的一个几何性质“A、O、C三点共线”.其中证法一采用常规的坐标法,借助代数推理进行,解题思路容易找到,但容易漏解;证法二中将直线设为有两个好处:一是它包括了轴的情形,避免了将直线的斜率作为参数时对轴情况的讨论;二是可以直接求得;证法三采用圆锥曲线的几何性质,借助平面几何的方法进行推理,体现了数与形的结合.解题思路宽,而且几何方法较之解析法比较快捷便当.从审题与思维深度上看,几何法的采用,源于思维的深刻.另外,本题也可以采用平面向量加以证明,同学们可以试一下.

[变式训练]

 0  420272  420280  420286  420290  420296  420298  420302  420308  420310  420316  420322  420326  420328  420332  420338  420340  420346  420350  420352  420356  420358  420362  420364  420366  420367  420368  420370  420371  420372  420374  420376  420380  420382  420386  420388  420392  420398  420400  420406  420410  420412  420416  420422  420428  420430  420436  420440  420442  420448  420452  420458  420466  447090 

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