已知点H(0,-3),点P在x轴上,点Q在y轴正半轴上,点M在直线PQ上,且满足
(I)当点P在x轴上移动时,求动点M的轨迹方程; (Ⅱ)设动点M的轨迹为C,如果过定点A(x0,y0)的直线与曲线C相交不同的两点S、R,求证:曲线C在S、R两点处的切线的交点在一条定直线上. |
(I)设P(a,0),Q(0,b)(b>0),
∵点M在直线PQ上,
•HP
=0,PM
∴
•HP
=(a,3)•(-a,b)=-a2+3b=0,PQ
∴a2=3b,
设M(x,y),由
=-PM 3 2
得,MQ (x-a,y)-=
(-x,-y+b)3 2
∴
∴x-a=
x3 2 y=
(y-b)3 2 a=
x1 2 b=
y(b>0)1 3
∴y=
x2(x≠0)1 4
点M的轨迹方程为y=
x2(x≠0).1 4
(II)解法一:设S(x1,1 4
),R(x2,x 21 1 4
)(x1≠x2),x 22
则直线SR的方程为:y-1 4
=x 21
(x-x1)1 4
-x 22 1 4 x 21 x2-x1
即y=
(x1+x2)x-1 4
.x1x2 4
∵A点在SR上,
∴y0=
(x1+x2)x0-1 4
①x1x2 4
对y=
x2求导得:y′=1 4
x.1 2
∴抛物线上S、R处的切线方程为:y-1 4
=x 21
x1(x-x1)即y=1 2
-x1x 2
②x 21 4
y-1 4
=x 22
x2(x-x2)即y=1 2
-x2x 2
③x 22 4
联立②③,并解之得
代入①得x= x1+x2 2 y=
x1x21 4
y0=
-y,即x0x-2y-2y0=0,x0x 2
故切线的交点在定直线x0x-2y=2y0=0上.
解法二:当过点A的直线斜率不存在时与题意不符.设直线SR的方程为y-y0=k(x-x0)
代入抛物线方程得x2-4kx+4x0k-4y0=0.
设S1(x1,1 4
),R(x2,x 21 1 4
)(x1≠x2)x 22
由韦达定理
(*)x1+x2=4k x1x2=4(x0k-y0)
又过S,R点的切线方程分别是:y=
x-x1 2
,y=x 21 4
x-x2 2 x 22 4
∴两切线的交点为
,x= x1+x2 2 y=
x1x21 4
代入(*)得
(k为参数),x=2k y=x0k-y0
消去k,得x0x-2y-2y0=0
故切线的交点在定直线x0x-2y-2y0=0上.