问题 解答题
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
HP
PM
=0,
PM
=-
3
2
MQ

(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.
答案

(I)设P(a,0),Q(0,b)(b>0),

点M在直线PQ上,

HP
PM
=0,

HP
PQ
=(a,3)•(-a,b)=-a2+3b=0,

∴a2=3b,

设M(x,y),由
PM
=-
3
2
MQ
得,
(x-a,y)-=
3
2
(-x,-y+b)

x-a=
3
2
x
y=
3
2
(y-b)
a=
1
2
x
b=
1
3
y(b>0)

y=

1
4
x2(x≠0)

点M的轨迹方程为y=

1
4
x2(x≠0).

(II)解法一:设S(x1

1
4
x21
),R(x2
1
4
x22
)(x1x2),

则直线SR的方程为:y-

1
4
x21
=
1
4
x22
-
1
4
x21
x2-x1
(x-x1)

y=

1
4
(x1+x2)x-
x1x2
4

∵A点在SR上,

y0=

1
4
(x1+x2)x0-
x1x2
4

y=

1
4
x2求导得:y=
1
2
x

∴抛物线上S、R处的切线方程为:y-

1
4
x21
=
1
2
x1(x-x1)即y=
x1x
2
-
x21
4

y-

1
4
x22
=
1
2
x2(x-x2)即y=
x2x
2
-
x22
4

联立②③,并解之得

x=
x1+x2
2
y=
1
4
x1x2
代入①得

y0=

x0x
2
-y,即x0x-2y-2y0=0,

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.

S1(x1

1
4
x21
),R(x2
1
4
x22
)(x1x2)

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=

x1
2
x-
x21
4
,y=
x2
2
x-
x22
4

两切线的交点为

x=
x1+x2
2
y=
1
4
x1x2

代入(*)得

x=2k
y=x0k-y0
(k为参数),

消去k,得x0x-2y-2y0=0

故切线的交点在定直线x0x-2y-2y0=0上.

单项选择题
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