问题 解答题

已知动点M到定点F(1,0)的距离比M到定直线x=-2的距离小1.

(1)求证:M点的轨迹是抛物线,并求出其方程;

(2)大家知道,过圆上任意一点P,任意作互相垂直的弦PA、PB,则弦AB必过圆心(定点).受此启发,研究下面问题:

1过(1)中的抛物线的顶点O任意作互相垂直的弦OA、OB,问:弦AB是否经过一个定点?若经过,请求出定点坐标,否则说明理由;2研究:对于抛物线上某一定点P(非顶点),过P任意作互相垂直的弦PA、PB,弦AB是否经过定点?

答案

(1)证明:由题意可知:动点M到定点F(1,0)的距离等于M到定直线x=-1的距离

根据抛物线的定义可知,M的轨迹是抛物线

所以抛物线方程为:y2=4x

(2)

(i)设A(x1,y1),B(x2,y2),

lAB:y=kx+b,(b≠0)由

y=kx+b
y2=4x
消去y得:k2x2+(2bk-4)kx+b2=0,x1x2=
b2
k2

∵OA⊥OB,∴

OA
OB
=0,∴x1x2+y1y2=0,y1y2=
4b
k

所以x1x2+(x1x22=0,b≠0,∴b=-2k,∴直线AB过定点M(1,0),

(ii)设p(x0,y0)设AB的方程为y=mx+n,代入y2=2x

得y2-2my=-2n=0

∴y1+y2=2m,y1y2-2n其中y1,y2分别是A,B的纵坐标

∵AP⊥PB∴kmax•kmin=-1

y1-y0
x1-x0
y2-y0
x2-x0
=1

∴(y1+y0)(y2+y0)=-4

•y1y2+(y1+y2)y0+y02-4=0

(-2n)+2my0+2x0+4=0,

=my0+x0+2

直线PQ的方程为x=my+my0+x0+2,

即x=m(y+y0)+x0+2,它一定过点(x0+2,-y0

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