抛物线有光学性质: 由其焦点射出的光线经抛物线折射后,沿平行于抛物线对称轴的方向射出,今有抛物线 y 2 =2 px (

抛物线有光学性质: 由其焦点射出的光线经抛物线折射后,沿平行于抛物线对称轴的方向射出,今有抛物线 y 2 =2 px ( p >0) 一光源在点 M ( ,4)处,由其发出的光线沿平行于抛物线的轴的方向射向抛物线上的点 P ,折射后又射向抛物线上的点 Q ,再折射后,又沿平行于抛物线的轴的方向射出,途中遇到直线 l : 2 x -4 y -17=0上的点 N ,再折射后又射回点 M (如下图所示)

(1)设 P Q 两点坐标分别为( x 1 , y 1 )、( x 2 , y 2 ),证明: y 1 · y 2 =- p 2
(2)求抛物线的方程;
(3)试判断在抛物线上是否存在一点,使该点与点 M 关于 PN 所在的直线对称?若存在,请求出此点的坐标;若不存在,请说明理由.
shangrj2000 1年前 已收到1个回答 举报

vwaeae 幼苗

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(1)证明略, (2) y 2 =4 x (3) 抛物线上存在一点( ,-1)与点 M 关于直线 PN 对称.

由抛物线的光学性质及题意知
光线 PQ 必过抛物线的焦点 F ( ,0),
设直线 PQ 的方程为 y = k ( x - ) ①
由①式得 x = y + ,将其代入抛物线方程 y 2 =2 px 中,整理,得 y 2 y - p 2 =0,由韦达定理, y 1 y 2 =- p 2
当直线 PQ 的斜率角为90°时,将 x = 代入抛物线方程,得 y =± p ,同样得到 y 1 · y 2 =- p 2 .
(2)解:因为光线 QN 经直线 l 反射后又射向 M 点,所以直线 MN 与直线 QN 关于直线 l 对称,设点 M ( ,4)关于 l 的对称点为 M ′( x ′, y ′),则
解得
直线 QN 的方程为 y =-1, Q 点的纵坐标 y 2 =-1,
由题设 P 点的纵坐标 y 1 =4,且由(1)知: y 1 · y 2 =- p 2 ,则4·(-1)=- p 2 ,
得 p =2,故所求抛物线方程为 y 2 =4 x 。
(3)解: 将 y =4代入 y 2 =4 x ,得 x =4,故 P 点坐标为(4,4)
将 y =-1代入直线 l 的方程为2 x -4 y -17=0,得 x = ,
故 N 点坐标为( ,-1)
由 P 、 N 两点坐标得直线 PN 的方程为2 x + y -12=0,
设 M 点关于直线 NP 的对称点 M 1 ( x 1 , y 1 )

又 M 1 ( ,-1)的坐标是抛物线方程 y 2 =4 x 的解,故抛物线上存在一点( ,-1)与点 M 关于直线 PN 对称.

1年前

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