易混 2011 年河北预赛 第 10 题 · P010608
直线约束下的圆锥曲线构型,常可在消去交点参数后把另一条直线写成含固定点的一次式;要先区分得到端点的是割线第二根还是双切线切点参数。
前题从圆的两个固定端点引割线,保留水平与竖直结果线;后题由抛物线两切线交点得到切点参数积,再研究焦点角关系,不能把割线公式直接充作切线公式。
已知抛物线 的顶点是原点 ,焦点是 。过直线 上任意一点 作抛物线 的两条切线,切点分别为 。求证:
直线 过定点;
。
这是解答题,请在纸上写出完整过程。写完后对照解答给自己评分。
先独立尝试,再展开工具说明与想法来源。
先回想这道题的想法,再试试当前题。
抛物线x²=4y的参数点为(2p,p²),切线y=px-p²。恒等式 ,α=arctan p,把焦点方向与二倍角相连。
想法从哪来:抛物线上两切线的交点经常比两个切点本身更简洁,先用标准切点参数写切线,再联立,外点的坐标恰是两参数的和与积。外点在水平线上,就固定了积,接触弦方程的截距随之固定,第一问由此自然出现。第二问不能只算两个斜率夹角的正切,因为倍角关系容易混入补角。将焦点到参数点的向量用二倍角表达,可直接读出射线方向;再用参数积为负且绝对值大于一确定两切线方向差在哪个半区,选出实际普通角。这样得到倍角关系时,角的支路已经一并证明。
焦点和顶点先确定抛物线为 。用参数 表示两个切点,切线交点条件会直接给出 ;第 (1) 问由弦方程得到,第 (2) 问把切线倾角与焦点到切点的方向角联系起来。
抛物线方程为
设
两点处的切线分别为
它们的交点为
因 在 上,故
直线 的方程为
所以它恒过定点
下面证明角度关系。不妨设 ,并令
由 (1),
又 ,所以
射线 的方向角分别为 与 ,从而
另一方面,
故射线 的方向角可取 。同理,射线 的方向角可取 。两者之差为
所以结合 (2),
保证 异号且两个切点不同;方向角之差已落在 ,所以计算的是普通内角而非其补角。把 方程代入 ,固定点确为 。
抛物线双切线问题常用切点参数:切线交点的两坐标是参数的和与积,接触弦也随之线性化。焦点向量可写成二倍角形式,从而把焦点所张角转成两条切线夹角的二倍。
由切线交点给pq=-2后定点易得,但第二问需辨认两射线所成的补角,并将焦点向量方向与二倍切线角衔接,角的分支判断决定结论。
易混 2011 年河北预赛 第 10 题 · P010608
直线约束下的圆锥曲线构型,常可在消去交点参数后把另一条直线写成含固定点的一次式;要先区分得到端点的是割线第二根还是双切线切点参数。
前题从圆的两个固定端点引割线,保留水平与竖直结果线;后题由抛物线两切线交点得到切点参数积,再研究焦点角关系,不能把割线公式直接充作切线公式。
同一骨架 2015 年河北预赛 第 14 题 · P010698
固定点位于接触弦上与两条切线的交点落在相应直线上,是同一双线性接触关系的两个方向;交换固定点与固定直线的角色,可以把交点轨迹与接触弦定点对应起来。
前题从过内部定点的椭圆弦出发,需反验有限切线交点并继续求面积;后题从定线上的抛物线外点出发,切点参数的和积先给弦定点,焦点角关系还需另核普通角的范围。
已记下,谢谢!