问题 解答题
设P(a,b)(b≠0)是平面直角坐标系xOy中的点,l是经过原点与点(1,b)的直线,记Q是直线l与抛物线x2=2py(p≠0)的异于原点的交点
(1)若a=1,b=2,p=2,求点Q的坐标
(2)若点P(a,b)(ab≠0)在椭圆
x2
4
+y2=1上,p=
1
2ab

求证:点Q落在双曲线4x2-4y2=1上
(3)若动点P(a,b)满足ab≠0,p=
1
2ab
,若点Q始终落在一条关于x轴对称的抛物线上,试问动点P的轨迹落在哪种二次曲线上,并说明理由.
答案

(1)当a=1,b=2,p=2时,

解方程组

x2=4y
y=2x
x=8
y=16
即点Q的坐标为(8,16)(3分)

(2)证明:由方程组

x2=
1
ab
y
y=bx
x=
1
a
y=
b
a

即点Q的坐标为(

1
a
b
a
)(5分)

∵P时椭圆上的点,即

a2
4
+b2=1

4(

1
a
)2-4(
b
a
)2=
4
a2
(1-b2)=1,

因此点Q落在双曲线4x2-4y2=1上(8分)

(3)设Q所在的抛物线方程为y2=2q(x-c),q≠0(10分)

Q(

1
a
b
a
)代入方程,得
b2
a2
=2q(
1
a
-c)
,即b2=2qa-2qca2(12分)

当c=0时,b2=2qa,此时点P的轨迹落在抛物线上;

当qc=

1
2
时,(a-
1
2c
)2+b2=
1
4c2
,此时点P的轨迹落在圆上;

当qc>0且qc≠

1
2
时,
(a-
1
2c
)
2
1
4c2
+
b2
q
2c
=1,此时点P的轨迹落在椭圆上;

当qc<0时

(a-
1
2c
)
2
1
4c2
-
b2
(-
q
2c
)
=1,此时点P的轨迹落在双曲线上;(16分)

填空题
单项选择题