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一道高中数学联赛预选题的再探究

2021-09-06福建省莆田第五中学351100吴雪琴

中学数学研究(江西) 2021年8期
关键词:抛物线探究

福建省莆田第五中学 (351100) 吴雪琴

1.已有结论呈现

文【1】对2016年全国高中数学联赛湖南赛区预赛试题题13进行探究,得到了椭圆、双曲线、抛物线定点问题的几个结论,并由此综合得出圆锥曲线的一个定点性质,读后颇受启发,但觉意犹未尽.本文拟对上述结论进行推广.先把文【1】中的定理1,2,3抄录如下:

以上定理揭示了圆锥曲线的焦点与准线的一个关联性质,我们不禁要问:如果把定理中的“焦点”与“准线”分别换为“类焦点”与“类准线”,这一结论还成立吗?

2.探究结论的推广

经探究发现,以上定理的结论不仅对圆锥曲线的焦点与准线成立,对“类焦点”与“类准线”仍然成立.为此,下面把上述性质推广到“类焦点”与“类准线”的情形.

证明:分两种情况讨论.

类似地,可把定理2,3分别推广为

定理3.1 设抛物线C:y2=2px(p>0),直线l经过抛物线C的“类焦点”F(t,0)(t>0),与抛物线C交于点A,B,点A,F,B在“类准线”x=-t上的射影依次为D,K,E,则对任意直线l,直线AE与BD相交于线段FK的中点(0,0).

下面只给出定理3.1的证明,定理2.1仿定理1.1可证.

证明:分两种情况讨论.

当直线l垂直于x轴时,显然有直线AE与BD相交于线段FK的中点(0,0);

定理4.1 设圆锥曲线C,直线l经过圆锥曲线C的“类焦点”F,与圆锥曲线C交于点A,B,点A,F,B在相应的“类准线”上的射影依次为D,K,E,则对任意直线l,直线AE与BD相交于线段FK的中点G.

3.推广结论的完善

上述推广的逆命题成立吗?即设点F在“类准线”上的射影为K,点D,E在“类准线”上,若对任意直线l,直线AE与BD相交于线段FK的中点G,那么点D,E是否为点A,B在“类准线”上的射影?

设点A,B在“类准线”上的射……

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