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过抛物线y=ax^2(a>0)的焦点F作一直线交抛物线交于P、Q两点,若线段PF、FQ的长分别为p、q,则1/p+1/q

来源:学生作业帮 编辑:作业帮 分类:数学作业 时间:2024/05/16 14:47:56
过抛物线y=ax^2(a>0)的焦点F作一直线交抛物线交于P、Q两点,若线段PF、FQ的长分别为p、q,则1/p+1/q=4a 怎
过抛物线y=ax^2(a>0)的焦点F作一直线交抛物线交于P、Q两点,若线段PF、FQ的长分别为p、q,则1/p+1/q=4a
怎么看出答案是定值?
此抛物线开口向上,过焦点且斜率为k的直线与抛物线均有两个交点P、Q,当k变化时PF、FQ的长均变化,但从题设可以得到这样的信息:尽管PF、FQ不定,但其倒数和应为定值,所以可以针对直线的某一特定位置进行求解,而不失一般性。
抛物线方程是x²=y/a
焦点坐标(1/(4a),0)
准线方程y=-1/(4a)
焦点到准线的距离为1/(2a)记为L=1/(2a)
做PM,QN分别垂直于准线于M,N
设PQ和y轴的夹角为θ,根据抛物线的定义有
PF=PM=PFcosθ+L,所以p=PF=L/(1-cosθ)
QF=QN=L-QFcosθ,所以q=QF=L/(1+cosθ)
那么1/p+1/q=(1-cosθ)/L+(1+cosθ)/L=2/L=4a