高考数学挂了
圆锥曲线最后几步了忘了开根 qaq
这里订正一下
如图,已知 \(F\) 是抛物线 \(y^2=2px\,(p>0)\) 的焦点,\(M\) 是抛物线的准线与 \(x\) 轴的交点,且 \(\left|MF\right|=2\)
(1)求抛物线的方程;
解:\(p=2\Rightarrow y^2=4x\)
(2)设过点 \(F\) 的直线交抛物线与 \(A\)、\(B\) 两点,斜率为 \(2\) 的直线 \(l\) 与直线 \(MA,\,MB,\,AB\),\(x\) 轴依次交于点 \(P,Q,R,N\),且 \(\left|RN\right|^2=\left|PN\right|\cdot\left|QN\right|\),求直线 \(l\) 在 \(x\) 轴上截距的范围。
解:
设 \(A(a^2,2a),\ B(b^2,2b)\)。有 \(AB:\,(a+b)y=2x+2ab\)。
将 \(F(1,0)\) 代入得:\(ab=-1\),即 \(AB:\,(a+b)y=2x-2\)。
设 \(l:\,x=\frac{1}{2}y+t\),代入 \(AB\),有:\(y_R=\frac{2t-2}{a+b-1}\)。
考虑到 \(M(-1,0)\),于是 \(MA:\,\frac{y-2a}{x-a^2}=\frac{2a}{a^2+1}\)。
\(MA\) 与 \(l\) 联立:\(y_P=\frac{2a(t+1)}{a^2-a+1}\)。同理 \(y_Q=\frac{2b(t+1)}{b^2-b+1}\)。
又 \(\left|PN\right|\cdot\left|QN\right|=\left|RN\right|^2\Rightarrow y_R^2=-y_Py_Q\)。
考虑到 \(-y_Py_Q=-\frac{4ab(t+1)^2}{(a^2-a+1)(b^2-b+1)}=\frac{4(t+1)^2}{a^2+b^2+1}\),\(y_R^2=\frac{4(t-1)^2}{a^2+b^2-2a-2b-1}\)。
当 \(t\not=\pm 1\) 时:
我们有:\(\left|PN\right|\cdot\left|QN\right|=\left|RN\right|^2\Rightarrow\left(\frac{t-1}{t+1}\right)^2=\frac{a^2+b^2-2a-2b-1}{a^2+b^2+1}\)。
令 \(s=a+b\),则 \(s=a-\frac{1}{a}\in\mathbb{R}\),\(a^2+b^2=s^2-2ab=s^2+2\)。
那么我们有 \(\left(\frac{t-1}{t+1}\right)^2=\frac{(s-1)^2}{s^2+3}\)
取 \(r=\frac{(s-1)^2}{s^2+3}\),我们有 \((r-1)s^2+2s+(3r-1)=0\),\(\Delta=4-4(r-1)(3r-1)\ge 0\)。
于是 \(r\in \left[0, \frac{4}{3}\right]\),也即 \(\frac{t-1}{t+1}\in\left[-\sqrt{\frac{4}{3}}, \sqrt{\frac{4}{3}}\right]\),故 \(t\le -4\sqrt{3}-7\) 或 \(t\ge 4\sqrt{3}-7\) 且 \(t\not= 1\)。
当 \(t=\pm 1\) 时:
\(\left|RN\right|^2=0\),但 \(\left|PN\right|\cdot\left|QN\right|\) 不可能为 \(0\),故不成立。
综上,\(t\in\left(-\infty, -4\sqrt{3}-7\right]\cup\left[4\sqrt{3}-7,1\right)\cup\left(1,+\infty\right)\)。