问题 解答题
已知抛物线y2=2px(p>0)的焦点为F,过F且斜率为
3
直线与抛物线在x轴上方的交点为M,过M作y轴的垂线,垂足为N,O为坐标原点,若四边形OFMN的面积为4
3

(1)求抛物线的方程;
(2)若P,Q是抛物线上异于原点O的两动点,且以线段PQ为直径的圆恒过原点O,求证:直线PQ过定点,并指出定点坐标.
答案

(1)∵抛物线y2=2px(p>0)的焦点为F(

p
2
,0),

∴过F且斜率为

3
直线方程为y=
3
(x-
p
2
)

联立

y2=2px
y=
3
(x-
p
2
)
,得12x2-20px+3p2=0,

解得x=

3
2
p,或x=
p
6

∵直线与抛物线在x轴上方的交点为M,

∴M(

3
2
p,
3
p),

∵过M作y轴的垂线,垂足为N,O为坐标原点,四边形OFMN的面积为4

3

1
2
(
p
2
+
3p
2
3
p=4
3
,解得p=2,

∴抛物线的方程y2=4x.

(2)证明:①当直线PQ的斜率不存在时,设直线PQ的方程为y=x0,x0>0,

则x0=2

x0
,解得x0=4,直线PQ过定点(4,0).

②当直线PQ的斜率存在时,假设直线直线PQ过定点(4,0),则设直线PQ的方程为y=k(x-4),

联立

y2=4x
y=k(x-4)
,得k2x2-(8k2+4)x+16k2=0,

设P(x1,y1),Q(x2,y2),则x1+x2=8+

4
k2
,x1x2=16,

∴y1+y2=k(x1-4)+k(x2-4)=k(8+

4
k2
)-8k=
4
k

y1y2=k(x1-4)•k(x2-4)

=k2[x1x2-4(x1+x2)+16]

=k2[16-4(8+

4
k2
)+16]=-16.

∴|PQ|=

(x1-x2)2+(y1-y2)2

=

[(x1+x2)2-4x1x2]+[(y1+y2)2-4y1y2]

=

(8+
4
k2
)2-4×16+(
4
k
)2-4×(-16)

=2

4
k4
+
20
k2
+16

∵线段PQ的中点A(4+

2
k2
2
k
),

∴|AO|=

(4+
2
k2
)2+(
2
k
)2
=
4
k4
+
20
k2
+16

∴以线段PQ为直径的圆恒过原点O.

即假设成立,故直线PQ恒过定点(4,0).

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