已知抛物线Γ:y2=2px(p>0)的焦点与椭圆4x2+20y2=5的右焦点重合.
(Ⅰ)求抛物线Γ的方程;
(Ⅱ)动直线l恒过点M(0,1)与抛物线Γ交于A、B两点,与x轴交于C点,请你观察并判断:在线段MA,MB,MC,AB中,哪三条线段的长总能构成等比数列?说明你的结论并给出证明.
【考点】直线与圆锥曲线的综合;抛物线的标准方程.
【答案】(Ⅰ)y2=4x;
(Ⅱ)解法一:设直线l:y=kx+1(k≠0),则C(-,0),
由
得k2x2+2(k-2)x+1=0;
因为Δ=4(k-2)2-4k2>0,所以k<1;
设A(x1,y1),B(x2,y2),则,,
所以由弦长公式得:,,,,
|MA|•|MB|=(1+k2)•|x1x2|=(1+k2)•=|MC|2.
若|MA|•|MB|=|AB|2,则,不满足题目要求.
所以存在三线段MA、MC、MB的长成等比数列.
解法二:同法一得,
而=(x1,y1-1)•(x2,y2-1)=(x1,kx1)•(x2,kx2)
=(1+k2)x1x2==,
因为C(-,0),所以|MC|2=1+.
因为M、A、B三点共线,且向量、同向,
所以==,
因此==|MC|2.
所以存在三线段MA、MC、MB的长成等比数列.
(Ⅱ)解法一:设直线l:y=kx+1(k≠0),则C(-
1
k
由
y = kx + 1 |
y 2 = 4 x |
因为Δ=4(k-2)2-4k2>0,所以k<1;
设A(x1,y1),B(x2,y2),则
x
1
+
x
2
=
-
2
(
k
-
2
)
k
2
x
1
x
2
=
1
k
2
所以由弦长公式得:
|
MA
|
=
1
+
k
2
|
x
1
|
|
MB
|
=
1
+
k
2
|
x
2
|
|
MC
|
=
1
+
k
2
•
|
1
k
|
|
AB
|
=
1
+
k
2
•
|
x
1
-
x
2
|
=
1
+
k
2
•
4
1
-
k
k
2
|MA|•|MB|=(1+k2)•|x1x2|=(1+k2)•
1
k
2
若|MA|•|MB|=|AB|2,则
k
=
-
8
±
4
2
所以存在三线段MA、MC、MB的长成等比数列.
解法二:同法一得
x
1
x
2
=
1
k
2
而
MA
•
MB
=(1+k2)x1x2=
(
1
+
k
2
)
•
1
k
2
1
+
1
k
2
因为C(-
1
k
1
k
2
因为M、A、B三点共线,且向量
MA
MB
所以
MA
•
MB
|
MA
|
•
|
MB
|
•
cos
0
°
|
MA
|
•
|
MB
|
因此
|
MA
|
•
|
MB
|
1
+
1
k
2
所以存在三线段MA、MC、MB的长成等比数列.
【解答】
【点评】
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