已知拋物線Γ:y2=2px(p>0)的焦點與橢圓4x2+20y2=5的右焦點重合.
(Ⅰ)求拋物線Γ的方程;
(Ⅱ)動直線l恒過點M(0,1)與拋物線Γ交于A、B兩點,與x軸交于C點,請你觀察并判斷:在線段MA,MB,MC,AB中,哪三條線段的長總能構成等比數列?說明你的結論并給出證明.
【考點】直線與圓錐曲線的綜合;拋物線的標準方程.
【答案】(Ⅰ)y2=4x;
(Ⅱ)解法一:設直線l:y=kx+1(k≠0),則C(-,0),
由
得k2x2+2(k-2)x+1=0;
因為Δ=4(k-2)2-4k2>0,所以k<1;
設A(x1,y1),B(x2,y2),則,,
所以由弦長公式得:,,,,
|MA|?|MB|=(1+k2)?|x1x2|=(1+k2)?=|MC|2.
若|MA|?|MB|=|AB|2,則,不滿足題目要求.
所以存在三線段MA、MC、MB的長成等比數列.
解法二:同法一得,
而=(x1,y1-1)?(x2,y2-1)=(x1,kx1)?(x2,kx2)
=(1+k2)x1x2==,
因為C(-,0),所以|MC|2=1+.
因為M、A、B三點共線,且向量、同向,
所以==,
因此==|MC|2.
所以存在三線段MA、MC、MB的長成等比數列.
(Ⅱ)解法一:設直線l:y=kx+1(k≠0),則C(-
1
k
由
y = kx + 1 |
y 2 = 4 x |
因為Δ=4(k-2)2-4k2>0,所以k<1;
設A(x1,y1),B(x2,y2),則
x
1
+
x
2
=
-
2
(
k
-
2
)
k
2
x
1
x
2
=
1
k
2
所以由弦長公式得:
|
MA
|
=
1
+
k
2
|
x
1
|
|
MB
|
=
1
+
k
2
|
x
2
|
|
MC
|
=
1
+
k
2
?
|
1
k
|
|
AB
|
=
1
+
k
2
?
|
x
1
-
x
2
|
=
1
+
k
2
?
4
1
-
k
k
2
|MA|?|MB|=(1+k2)?|x1x2|=(1+k2)?
1
k
2
若|MA|?|MB|=|AB|2,則
k
=
-
8
±
4
2
所以存在三線段MA、MC、MB的長成等比數列.
解法二:同法一得
x
1
x
2
=
1
k
2
而
MA
?
MB
=(1+k2)x1x2=
(
1
+
k
2
)
?
1
k
2
1
+
1
k
2
因為C(-
1
k
1
k
2
因為M、A、B三點共線,且向量
MA
MB
所以
MA
?
MB
|
MA
|
?
|
MB
|
?
cos
0
°
|
MA
|
?
|
MB
|
因此
|
MA
|
?
|
MB
|
1
+
1
k
2
所以存在三線段MA、MC、MB的長成等比數列.
【解答】
【點評】
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