求高二一道数学题(抛物线)解法.抛物线y=2px(p>0)上-查字典问答网
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  求高二一道数学题(抛物线)解法.抛物线y=2px(p>0)上有两动点A.B及一个定点M,F为焦点,若|AF|,|MF|,|BF|成等差数列,(1)求证线段AB的垂直平分线过定点Q.(2)若|MF|=4,|OQ|=6(O为坐标原点),求抛物线

  求高二一道数学题(抛物线)解法.

  抛物线y=2px(p>0)上有两动点A.B及一个定点M,F为焦点,若|AF|,|MF|,|BF|成等差数列,(1)求证线段AB的垂直平分线过定点Q.(2)若|MF|=4,|OQ|=6(O为坐标原点),求抛物线方程.(3)对于(2)中抛物线,求三角形AQB面积的最大值.

  (最好是三问都做..如果实在不行..仅求第一问...)

1回答
2019-08-28 01:02
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苏曙光

  题中抛物线方程按y^2=2px处理.

  (1)设点A的坐标为(xa,ya),点B的坐标为(xb,yb),点M的坐标为(xm,ym)

  设线段AB的中点为C,点C的坐标为(xc,yc).

  抛物线y^2=2px的焦点坐标为(p/2,0)

  则|AF|=√{(xa-p/2)^2+ya^2}=√{(xa-p/2)^2+2pxa}=√(xa^2+p*xa+pa^2/4)=xa+p/2;

  同理可求|MF|=xm+p/2,|BF|=xb+p/2.

  ∵|AF|,|MF|,|BF|成等差数列

  ∴|AF|-|MF|=|MF|-|BF|

  ∴xm=(xa+xb)/2

  则xc=(xa+xb)/2=xm,yc=(ya+yb)/2

  AB的斜率K=(ya-yb)/(xa-xb)=(ya-yb)/{ya^2/(2p)-yb^2/(2p)}=2p/(ya+yb)

  AB垂线的斜率=-1/K=-(ya+yb)/(2p)

  则可以设线段AB的垂直平分线方程为y={-(ya+yb)/(2p)}x+b

  将C点坐标代入方程中得到b=(ya+yb)/2+{(ya+yb)/(2p)}xm

  则AB的垂直平分线方程为y={-(ya+yb)/(2p)}x+(ya+yb)/2+{(ya+yb)/(2p)}xm

  则y={-(ya+yb)/(2p)}*(x-p-xm)

  当x=p+xm时y=0

  ∵p与xm都为定值

  ∴AB的垂直平分线过定点Q,Q的坐标为(p+xm,0)

  (2)∵|MF|=4,|OQ|=6

  ∴xm+p/2=4,p+xm=6

  解方程组得p=4

  抛物线方程为y^2=8x

  (3)由(1)可知AB的斜率K=2p/(ya+yb)

  设AB的直线方程为y={2p/(ya+yb)}x+b

  将点C的坐标代入方程中得b=(ya+yb)/2-(2pxm)/(ya+yb)

  对于(2)中抛物线,直线AB的方程为y={8/(ya+yb)}x+(ya+yb)/2-16/(ya+yb)

  设直线AB与x轴的交点D坐标(xd,0)

  则0={8/(ya+yb)}xd+(ya+yb)/2-16/(ya+yb)

  则xd=2-(ya+yb)^2/16

  ⊿AQB的面积=⊿AQD的面积+⊿BQD的面积

  ⊿AQD和⊿BQD的共用底边QD的长度=OQ-OD=6-{2-(ya+yb)^2/16}=4+(ya+yb)^2/16

  ya与yb的差值即为⊿AQD和⊿BQD的高度和,设ya-yb>0

  则⊿AQB的面积S=1/2*{4+(ya+yb)^2/16}*(ya-yb)

  S=1/32*(64+ya^2+2*ya*yb+yb^2)*(ya-yb)

  ∵ya^2=8xa,yb^2=8xb

  ∴ya^2+yb^2=8(xa+xb)=16xm=16*2=32

  ∴S=1/16*(48+ya*yb)*(ya-yb)

  设h=ya-yb

  则h^2=ya^2-2*ya*yb+yb^2=32-2*ya*yb

  ∴ya*yb=16-h^2/2

  ∴S=1/16*(48+16-h^2/2)*h=-h^3/32+4h

  上面的函数在h>0的区间是个开口向下的曲线,S有最大值

  S对h求导数等于0时为最大值点,即-3*h^2/32+4=0时,h=8√(2/3)

  则三角形AQB面积的最大值=64√6/9

2019-08-28 01:02:36

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