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高中:拋物線中課本沒有的知識點且又是需要掌握的重點內容,在這

原題

原題:已知拋物線C:y^2=4x的焦點為F,準線為L,過點F的直線與拋物線交於兩點P(x1,y1),Q(x2,y2),點P在直線L上的射影為P1,則下列選項正確的是?

A。若x1+x2=6,則|PQ|=8

B。以PQ為直徑的圓與準線L相切

C。設M(0,1),則|PM|+|PP1|≥√2

D。過點M(0,1)與拋物線C有且只有一個公共點的直線有兩條

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圖一

雖然該題是一個選擇題,但是其中包含的知識點卻是很多。

在此藉助四個選項分別說明存在的知識點。

第一個知識點

第一個知識點:給出拋物線y^2=2Px,P>0,過焦點F的直線與拋物線交於兩點P(x1,y1),Q(x2,y2),則|PQ|=x1+x2+P。

證明:設Q點的在準線上的射影為Q1,題中又給出點P在準線L上的射影為P1,所以根據拋物線上的點到準線的距離等於該點到焦點的距離有|PP1|=|PF|,|QQ1|=|QF|。

又因為P點、Q點到準線的距離分別為|PP1|=x1+P/2,|QQ1|=x2+P/2,所以|PQ|=|PF|+|QF|=|PP1|+|QQ1|=x1+P/2+x2+P/2=x1+x2+P。

題中的A選項中給出了x1+x2=6以及拋物線y^2=4x,所以P=2,所以|PQ|=x1+x2+P=6+2=8,所以A選項是正確的。

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圖二

第二個知識點

第二個知識點:以PQ為直徑的圓與拋物線的準線L相切。

證明:設G點為PQ的中點,G1是G點在拋物線C的準線上的射影。

由梯形中位線定理得到|GG1|=(|PP1|+|QQ1|)/2。

根據拋物線上的點到準線的距離等於該點到焦點的距離有|PP1|=|PF|,|QQ1|=|QF|,所以有|GG1|=(|PP1|+|QQ1|)/2=(|PF|+|QF|)/2=|PQ|/2。

所以點G到準線的距離等於以PQ為直徑圓的半徑,所以以PQ為直徑的圓與拋物線的準線L相切。

所以選項B是正確的。

第三個知識點

第三個知識點:設M(0,1),當M、P、F三點在一條直線上時,則|PM|+|PP1| 的距離最小。

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圖三

選項C中設M(0,1),則|PM|+|PP1|≥√2,所以只要求出PM|+|PP1|的最小值,看其最小值是否等於√2即可。

那什麼時候|PM|+|PP1|取最小值呢?如圖三中當P點在N點的位置時,|PM|+|PP1|取最小值,而此時|PM|+|PP1|的值恰好是|MF|的距離。

因為M(0,1)和F(1,0)都是定點,又在

直角座標系

中y軸和x軸上,所以根據在直角角

三角形

MOF中,根據勾股定理得到MF=√2。

所以設M(0,1),則|PM|+|PP1|≥√2,所以選項C正確。

第四個知識點

第四個知識點:過點M(0,1)與拋物線C有且只有一個公共點的直線有三條。

當過點M(0,1)的直線的斜率為0的時候,該直線為y=1,與拋物線C有一個交點;

當過點M(0,1)的直線的斜率不存在的時候,該直線為y軸,與拋物線C有一個交點;

當過點M(0,1)的直線的斜率存在且不為0的時候,設該直線為y=kx+1,將拋物線方程與該直線y=kx+1聯立得到k^2·x^2+(2k-4)x+1=0,令判別式等於0,即△=(2k-4)^2-4k^2=0,解得到k=1,所以當過點M(0,1)的直線的斜率為1的直線,即y=x+1時,與該直線與拋物線C有一個焦點。

所以選項D錯誤。

總結

選項D中,在判斷該直線與拋物線的有一個焦點的直線個數時,要考慮三個方面:第一個是當斜率為0的時候;第二個是當斜率不存在的時候;第三個當斜率存在且不為0的時候。

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