设抛物线y2=2px(p>0)的焦点为F,经过点F的直线交抛物线于A、B两点,点C

设抛物线y2=2px(p>0)的焦点为F,经过点F的直线交抛物线于AB两点,点C在抛物线的准线上,且BCx轴,求证:AC经过原点.

答案

分析:

证明直线AC经过原点O,即证明AOC三点共线.证明三点共线的方法比较多,有斜率法、方程法、距离法、向量法等.

证法一:

①当直线AB的斜率存在时,如图,因为抛物线y2=2px(p>0)的焦点为F(,0),

所以经过点F的直线AB的方程可设为x=my+.

代入抛物线的方程,得y2-2pmy-p2=0.

AB两点的坐标分别是(x1,y1)、(x2,y2),则y1y2是上述方程的两个实根,所以y1y2=-p2.

因为BCx轴,且点C在准线x=-上,

所以点C的坐标为(-,y2),

直线CO的斜率为

k也是直线OA的斜率,所以直线AC经过原点O.

②当直线AB不存在斜率时,直线AB的方程为x=.代入抛物线的方程,得y2=p2,

因为点A的坐标为(,p),点B的坐标为(,-p),

因为BCx轴,且点C在准线x=-上,

所以点C的坐标为(-,-p),

所以

因为

AOC三点共线.

所以直线AC经过原点O.

综合①②,直线AC经过原点O.

证法二:

如图,记x轴与抛物线的准线l的交点为E,过AADl,D是垂足,则ADFEBC.

连结AC,与EF相交于点N,则

根据抛物线的几何性质,有|AF|=|AD|,|BF|=|BC|,

所以

即点NEF的中点,与抛物线的顶点O重合,

所以直线AC经过原点O.

证法三:

A(,y1)、B(,y2),由题设可知F(,0),C(-,y2),

所以有

AFB三点共线,知.

所以

因为y1y2,故化简得y1·y2=-p2.

因为

又直线AO与直线AC有公共点A,

所以AOC三点共线,即直线AC经过原点O.绿色通道:

(1)证法三利用两个向量a

=(x1,y1),b=(x2,y2)(其中b≠0)平行的充要条件abx1y2-x2y1=0.

(2)用平面向量解高考试题中的解析几何问题,它能够把较复杂的几何推理转化为简单的代数运算,能够充分体现数学中的数形结合思想,达到了避繁就简、化难为易、事半功倍的效果,亦为解决平面解析几何问题开辟一条新途径.

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