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高考数学挂了

圆锥曲线最后几步了忘了开根 qaq

这里订正一下

如图,已知 FF 是抛物线 y2=2px (p>0)y^2=2px\,(p>0) 的焦点,MM 是抛物线的准线与 xx 轴的交点,且 ∣MF∣=2\left|MF\right|=2

(1)求抛物线的方程;

解:p=2⇒y2=4xp=2\Rightarrow y^2=4x

(2)设过点 FF 的直线交抛物线与 AA、BB 两点,斜率为 22 的直线 ll 与直线 MA, MB, ABMA,\,MB,\,AB,xx 轴依次交于点 P,Q,R,NP,Q,R,N,且 ∣RN∣2=∣PN∣⋅∣QN∣\left|RN\right|^2=\left|PN\right|\cdot\left|QN\right|,求直线 ll 在 xx 轴上截距的范围。

解:

设 A(a2,2a), B(b2,2b)A(a^2,2a),\ B(b^2,2b)。有 AB: (a+b)y=2x+2abAB:\,(a+b)y=2x+2ab。

将 F(1,0)F(1,0) 代入得:ab=−1ab=-1,即 AB: (a+b)y=2x−2AB:\,(a+b)y=2x-2。

设 l: x=12y+tl:\,x=\frac{1}{2}y+t,代入 ABAB,有:yR=2t−2a+b−1y_R=\frac{2t-2}{a+b-1}。

考虑到 M(−1,0)M(-1,0),于是 MA: y−2ax−a2=2aa2+1MA:\,\frac{y-2a}{x-a^2}=\frac{2a}{a^2+1}。

MAMA 与 ll 联立:yP=2a(t+1)a2−a+1y_P=\frac{2a(t+1)}{a^2-a+1}。同理 yQ=2b(t+1)b2−b+1y_Q=\frac{2b(t+1)}{b^2-b+1}。

又 ∣PN∣⋅∣QN∣=∣RN∣2⇒yR2=−yPyQ\left|PN\right|\cdot\left|QN\right|=\left|RN\right|^2\Rightarrow y_R^2=-y_Py_Q。

考虑到 −yPyQ=−4ab(t+1)2(a2−a+1)(b2−b+1)=4(t+1)2a2+b2+1-y_Py_Q=-\frac{4ab(t+1)^2}{(a^2-a+1)(b^2-b+1)}=\frac{4(t+1)^2}{a^2+b^2+1},yR2=4(t−1)2a2+b2−2a−2b−1y_R^2=\frac{4(t-1)^2}{a^2+b^2-2a-2b-1}。

当 t≠±1t\not=\pm 1 时:

我们有:∣PN∣⋅∣QN∣=∣RN∣2⇒(t−1t+1)2=a2+b2−2a−2b−1a2+b2+1\left|PN\right|\cdot\left|QN\right|=\left|RN\right|^2\Rightarrow\left(\frac{t-1}{t+1}\right)^2=\frac{a^2+b^2-2a-2b-1}{a^2+b^2+1}。

令 s=a+bs=a+b,则 s=a−1a∈Rs=a-\frac{1}{a}\in\R,a2+b2=s2−2ab=s2+2a^2+b^2=s^2-2ab=s^2+2。

那么我们有 (t−1t+1)2=(s−1)2s2+3\left(\frac{t-1}{t+1}\right)^2=\frac{(s-1)^2}{s^2+3}

取 r=(s−1)2s2+3r=\frac{(s-1)^2}{s^2+3},我们有 (r−1)s2+2s+(3r−1)=0(r-1)s^2+2s+(3r-1)=0,Δ=4−4(r−1)(3r−1)≥0\Delta=4-4(r-1)(3r-1)\ge 0。

于是 r∈[0,43]r\in \left[0, \frac{4}{3}\right],也即 t−1t+1∈[−43,43]\frac{t-1}{t+1}\in\left[-\sqrt{\frac{4}{3}}, \sqrt{\frac{4}{3}}\right],故 t≤−43−7t\le -4\sqrt{3}-7 或 t≥43−7t\ge 4\sqrt{3}-7 且 t≠1t\not= 1。

当 t=±1t=\pm 1 时:

∣RN∣2=0\left|RN\right|^2=0,但 ∣PN∣⋅∣QN∣\left|PN\right|\cdot\left|QN\right| 不可能为 00,故不成立。

综上,t∈(−∞,−43−7]∪[43−7,1)∪(1,+∞)t\in\left(-\infty, -4\sqrt{3}-7\right]\cup\left[4\sqrt{3}-7,1\right)\cup\left(1,+\infty\right)。

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