问题 解答题
已知抛物线C:y2=4x,过点A(-1,0)的直线交抛物线C于P、Q两点,设
AP
AQ

(Ⅰ)若点P关于x轴的对称点为M,求证:直线MQ经过抛物线C的焦点F;
(Ⅱ)若λ∈[
1
3
1
2
]求当|PQ|最大时,直线PQ的方程.
答案

(Ⅰ)设P(x1,y1),Q(x2,y2),M(x1,-y1

AP
AQ

∴x1+1=λ(x2+1),y1=λy2,∴y122y22,y12=4x1,y22=4x2,x12x2

∴λ2x2+1=λ(x2+1),λx2(λ-1)=(λ-1)

∵λ≠1,∴x2=

1
λ
,x1=λ,

由抛物线C:y2=4x,得到F(1,0),

MF
=(1-x1,y1)=(1-λ,λy2)=λ(
1
λ
-1,y2)=λ
FQ

∴直线MQ经过抛物线C的焦点F;

(Ⅱ)由(Ⅰ)知x2=

1
λ
,x1=λ,得x1x2=1,y12-y22=16x1x2=16,y1y2>0,y1y2=4,

则|PQ|2=(x1-x22+(y1-y22=x12+x22+y12+y22-2(x1x2+y1y2)=(λ+

1
λ
2+4(λ+
1
λ
)-12=(λ+
1
λ
+2)2-16

λ∈[

1
3
1
2
],λ+
1
λ
∈[
5
2
10
3
],

当λ+

1
λ
=
10
3
,即λ=
1
3
时,|PQ|2有最大值
112
9
,则|PQ|的最大值为
4
7
3

此时Q(3,±2

3
),P(
1
3
,±
2
3
3
),

kPQ

2
3
-
2
3
3
3-
1
3
3
2

则直线PQ的方程为:

3
x±2y+
3
=0

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