已知抛物线C:y2=2px(p>0)上任意一点到焦点F的距离比到y轴的距离大1,(1)求抛物线C的方程;(2)若过焦点F的直线交抛物线于M,N两点,M在第一象限,且|MF|=2|NF|,求直线MN的方程;(3)过点A(−p2,0)的直线交抛物线C:y2=2px(p>0)于P、Q两点,设点P关于x轴的对称点为R,求证:直线RQ必过定点.

问题描述:

已知抛物线C:y2=2px(p>0)上任意一点到焦点F的距离比到y轴的距离大1,
(1)求抛物线C的方程;
(2)若过焦点F的直线交抛物线于M,N两点,M在第一象限,且|MF|=2|NF|,求直线MN的方程;
(3)过点A(−

p
2
,0)的直线交抛物线C:y2=2px(p>0)于P、Q两点,设点P关于x轴的对称点为R,求证:直线RQ必过定点.

(1)设P(x0,y0)为抛物线C:y2=2px(p>0)上一点,
作PH⊥y轴,垂足为H,连接PF,
∵|PF|=|PH|+1,
x0+

P
2
x0+1,
∴p=2,
∴所求抛物线C的方程为y2=4x.
(2)直线RQ必过定点.由(1)得焦点坐标为F(1,0),
设M(x1,y1),N(x2,y2),MN:y=k(x-1)(k>0),
与y2=4x联立,得
ky2-4y-4k=0,
y1+y2
4
k
,y1y2=-4,
由|MF|=2|NF|,
则y1=-2y2,∴k=2
2

因此所求的直线方程为y=2
2
(x−1)

(3)∵A(-1,0),设P(x1,y1),Q(x2,y2),
PQ:y=k(x+1),与y2=4x联立得ky2-4y+4k=0,
y1+y2
4
k
y1y2=4

∵点P关于x轴的对称点是R,则R(x1,-y1),
∴直线RQ的直线为
y+y1
y2+y1
x−x1
x2 −x1

即有
y+y1
y2+y1
=4•
x−x1
y22y12

∴(y2-y1)(y+y1)=4x-4x1
∴(y2-y1)y+y2y1-y12=4x-4x1
∵(y2-y1)y=4(x-1),
∴直线RQ必过定点F(1,0).
答案解析:(1)设P(x0,y0)为抛物线C:y2=2px(p>0)上一点,作PH⊥y轴,垂足为H,连接PF,由|PF|=|PH|+1,知x0+
P
2
x0+1
,由此能求出所求抛物线C的方程.
(2)直线RQ必过定点.由F(1,0),设M(x1,y1),N(x2,y2),MN:y=k(x-1)(k>0),与y2=4x联立,得ky2-4y-4k=0,由|MF|=2|NF|,能求出所求的直线方程.
(3)由A(-1,0),设P(x1,y1),Q(x2,y2),PQ:y=k(x+1),与y2=4x联立得ky2-4y+4k=0,故y1+y2
4
k
y1y2=4
,由点P关于x轴的对称点是R,知直线RQ的直线为
y+y1
y2+y1
x−x1
x2 −x1
,由此能够证明直线RQ必过定点.
考试点:直线与圆锥曲线的综合问题;抛物线的应用.
知识点:本题主要考查椭圆标准方程,简单几何性质,直线与椭圆的位置关系,圆的简单性质等基础知识.考查运算求解能力,推理论证能力;考查函数与方程思想,化归与转化思想.