问一道高中数学题,要过程的,谢谢大神~

2024-11-24 20:53:51
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回答1:

(1)抛物线焦点F(p/2,0),准线方程为x=-p/2。设过F的直线方程为y=k(x-p/2)。
代入抛物线方程得k²x²-p(k²+2)x+k²p²/4=0。设P(x₁,y₁),Q(x₂,y₂)。则由抛物线的定义得:
FP=x₁+p/2,FQ=x₂+p/2。
所以1/FP+1/FQ=(x₁+x₂+p)/(x₁+p/2)(x₂+p/2)=(x₁+x₂+p)/[x₁x₂+p(x₁+x₂)/2+p²/4]。
其中x₁+x₂=p(k²+2)/k²,x₁x₂=p²/4。所以1/FP+1/FQ=p[(k²+2)/k²+1]/(p²/2)[(k²+2)/k²+1]=2/p。
所以1/FP+1/FQ为定值。
(2)设M(m,0),直线PQ方程为y=k(x-m)。代入抛物线方程得:k²x²-(2mk²+2p)x+k²m²=0
设x₁,x₂为其两个解。则MP²=(1+k²)(x₁-m)²,MQ²=(1+k²)(x₂-m)²。
所以1/MP²+1/MQ²=[(x₁-m)²+(x₂-m)²]/(1+k²)(x₁-m)²(x₂-m)²。
其中x₁+x₂=(2mk²+2p)/k²,x₁x₂=m²。代入化解得:
1/MP²+1/MQ²=(mk²+p)/m²(1+k²)=(mk²+p)/(m²k²+m²)。要使其为定值,则有m/m²=p/m²。
即m=p。所以这样的点存在,点M(p,0)。
(3)设N(n,0),P(x₁,y₁),Q(x₂,y₂)。向量PM=(p-x₁,-y₁),向量MQ=(x₂-p,y₂)。
因为PM=λMQ。则p-x₁=λ(x₂-p)①,-y₁=λy₂。又y₁²=2px₁,y₂²=2px₂。所以y₁²/y₂²=x₁/x₂=λ²②。
由①②得x₁=λp,x₂=p/λ。又向量NM=(p-n,0),向量NP=(x₁-n,y₁),向量NQ=(x₂-n,y₂)。
NP-λNQ=(x₁-n-λ(x₂-n),y₁-λy₂)。因为向量NM⊥向量(NP-λNQ)。
所以(p-n)[x₁-n-λ(x₂-n)]+0·(y₁-λy₂)=0,即(p-n)[x₁-n-λ(x₂-n)]=0。因为N在x负半轴。所以n≠p,即
(p-n)≠0。所以[x₁-n-λ(x₂-n)]=0。将x₁=λp,x₂=p/λ代入得:[λp-n-λ(p/λ-n)]=0。解得n=-p。
即N坐标为(-p,0)。

回答2: