问题 解答题
(1)已知抛物线y2=2px(p>0),过焦点F的动直线l交抛物线于A,B两点,为坐标原点,求证:
OA
OB
为定值;
(2)由(1)可知:过抛物线的焦点F的动直线 l 交抛物线于A,B两点,存在定点P,使得
PA
PB
为定值.请写出关于椭圆的类似结论,并给出证明.
答案

(1)若直线l垂直于x轴,则A(

p
2
,p),B(
p
2
,-p)
.
OA
OB
=(
p
2
)2-p2=-
3
4
p2
.…(2分)

若直线l不垂直于轴,设其方程为y=k(x-

p
2
),A(x1,y1)B(x2,y2).

y=k(x-
p
2
)
y2=2px
k2x2-p(2+k2)x+
p2
4
k2=0x1+x2=
(2+k2)
k2
p,x1x2=
p2
4
.…(4分)

OA
OB
=x1x2+y1y2=x1x2+k2(x1-
p
2
)(x2-
p
2
)
=(1+k2)x1x2-
p
2
k2(x1+x2)+
p2k2
4
=(1+k2)
p2
4
-
p
2
k2
(2+k2)p
k2
+
p2k2
4
=-
3
4
p2

综上,

OA
OB
=-
3
4
p2
为定值.…(6分)

(2)关于椭圆有类似的结论:

过椭圆

x2
a2
+
y2
b2
=1(a>0,b>0)的一个焦点F的动直线l交椭圆于A、B两点,存在定点P,使
OA
OB
为定值.

证明:不妨设直线l过椭圆

x2
a2
+
y2
b2
=1的右焦点F(c,0)(其中c=
a2-b2

若直线l不垂直于轴,则设其方程为:y=k(x-c),A(x1,y1)B(x2,y2).

y=k(x-c)
x2
a2
+
y2
b2
=1
⇒(a2k2+b2)x2-2a2ck2x+(a2c2k2-a2b2)=0得:

所以x1+x2=

2a2ck2
a2k2+b2
x1x2=
a2c2k2-a2b2
a2k2-b2
.…(9分)

由对称性可知,设点P在x轴上,其坐标为(m,0).

所以

PA
PB
=(x1-m)(x2-m)+y1y2

=(1+k2)x1x2-(m+ck2)(x1+x2)+m2+c2k2

=(1+k2

a2c2k2-a2b2
a2k2-b2
-(m+ck2
2a2ck2
a2k2+b2
+m2+c2k2

=

(a4-a2b2-b4+a2m2-2a2cm)k2+(m2-a2)b2
a2k2+b2

要使

PA
PB
为定值,

只要a4-a2b2-b4+a2m2-2a2cm=a2(m2-a2),

m=

2a4-a2b2-b4
2a2c
=
(2a2+b2)c
2a2
=
(3-e2)c
2

此时

PA
PB
=m2-a2=
(2a2+b2)2c2-4a6
4a4
=
b4(c2-4a2)
4a4
…(12分)

若直线l垂直于x轴,则其方程为x=c,A(c,

b2
a
),B(c,-
b2
a
)

取点P(

(2a2+b2)c
2a2
,0)

PA
PB
=[
(2a2+b2)c
2a2
-c]2-
b4
a2
=
b4(c2-4a2)
4a4
.…(13分)

综上,过焦点F(c,0)的任意直线l交椭圆于A、B两点,存在定点P(

(2a2+b2)c
2a2
,0)

使

PA
PB
=
b4(c2-4a2)
4a4
.为定值.…(14分)

单项选择题
填空题