例題已知拋物線c:y=2x2,直線y=kx+2交c于A、B兩點,M是線段AB的中點,過M作x軸的垂線交c于N。(1)證明:拋物線c在點N處的切線與AB平行;(2)是否存在實數(shù)k,使A·B=0,若存在,求K的值;若不存在,說明理由。
首先由(1)的論證,我們想到下面幾個問題:
問題1:將過N的切線平移后,若與拋物線c相交于兩點E、F,那拋物線的弦EF是否被直線MN平分?
問題2:若拋物線c的一條弦EF被直線MN平分,MN‖AB嗎?
問題3之一:橢圓和雙曲線有沒有類似上面的結(jié)論呢?經(jīng)探究發(fā)現(xiàn)問題1、問題2是成立的,于是我們獲得更一般的結(jié)論。定理1:若AB、EF是拋物線X2=2PY,(P>0)的兩條弦,則AB‖EF的充要條件是過弦AB、EF中點M、N的直線MN平行于y軸。證明:略。推論:若AB、EF分別是拋物線c:x2=2py(P>0)的一條弦和一條切線,M是弦AB中點,EF和拋物線C切于N點,則AB‖EF的充要條件是MN平行于y軸。
問題3之二:橢圓和雙曲線有沒有類似上面的結(jié)論呢?由于拋物線從廣義角度可以看成中心在無窮遠(yuǎn)點,所以上述拋物線c的弦AB、EF中點連線MN平行于拋物線的對稱軸(y軸)可以認(rèn)為MN是過拋物線的中心的一條直線,所以對于有心曲線橢圓和雙曲線來說,我們有下列的結(jié)論:定理2:若AB、EF分別是橢圓:c:=1,(a>b>0) (或雙曲線=1,(a>0,b>0)的兩條弦(不過原點),M、N分別是弦AB、EF中點,則AB‖EF的充要條件是M,N,O三點共線。證明:略。推論:若AB、EF分別是橢圓c(a>b>0) (或雙曲線1(a>0,b>0))的一條弦(不過原點)和切線,M是弦AB中點,直線EF與橢圓c相切于點N,則AB‖EF的充要條件是M、N、O三點共線。
問題4:AB、EF是拋物線c:x2=2py(P>0)的兩條弦,M、N分別是弦AB、EF中點,那么直線AE、BF交點是否在直線MN上?
問題5:AB是拋物線c:x2=2py(P>0)的一條弦,M為AB,過M作直線L平行于y軸,在L上任取一點P,連接PA、PB分別交拋物線c于E,F(xiàn)兩點,那么AB‖EF嗎?經(jīng)過本人的研究,上述兩個問題都是成立的,于是有定理3:若AB、EF是拋物線c:x2=2py(P>0)的兩條弦,M、N分別是弦AB、EF中點,則AB‖EF的充要條件是AE、BF、MN三條直線共點。證明:(先證充分性)(后證必要性)可證AE、BF、MN三條直線共點(步驟略),由證明可見:定理3成立。
問題6:在定理3中,弦AB不動,EF平移到與拋物線c:x2=2py相切,過A、B分別作拋物線c的兩切線AP、BP,AP、BP相交于點P,那么點P是否在MN上?經(jīng)論證,我們得到定理3的推論:推論1:過拋物線c:x2=2py(P>0)的弦AB兩端點分別做拋物線c的兩條切線AP、BP,點P在直線MN上。推論2:過拋物線c:x2=2py(P>0)的弦AB的端點A作拋物線c的切線AP交MN于P點,則直線PB與拋物線相切。
問題7:拋物線與橢圓、雙曲線是相互聯(lián)系的,橢圓和雙曲線是否具有定理3相似結(jié)論呢?通過進(jìn)一步探究,我們有下列結(jié)論:定理4:AB、EF是橢1(a>b>0) (或雙曲線=1(a>b>0) 的兩條弦(不過原點),M、N分別是弦AB、EF的中點,則AB‖EF的充要條件是AE、BF、MN三條直線共點。
推論:AB是橢1(a>b>0)(或雙曲1)一條弦(不過原點)M是弦AB的中點,直線AP、BP是橢圓的兩條切線,則P點在直線OM。
(三原縣北城中學(xué))