Question

如圖，在平面直角坐標(biāo)系xoy中，設(shè)點(diǎn)F（0，p）（p＞0），直線l：y=-p，點(diǎn)p在直線l上移動(dòng)，R是線段PF與x軸的交點(diǎn)，過R、P分別作直線l₁、l₂，使l₁⊥PF，l₂⊥ll₁∩l₂=Q．
（Ⅰ）求動(dòng)點(diǎn)Q的軌跡C的方程；
（Ⅱ）在直線l上任取一點(diǎn)M做曲線C的兩條切線，設(shè)切點(diǎn)為A、B，求證：直線AB恒過一定點(diǎn)；
（Ⅲ）對(duì)（Ⅱ）求證：當(dāng)直線MA，MF，MB的斜率存在時(shí)，直線MA，MF，MB的斜率的倒數(shù)成等差數(shù)列．

Answer 1

（Ⅰ）依題意知，點(diǎn)R是線段FP的中點(diǎn)，且RQ⊥FP，
∴RQ是線段FP的垂直平分線．---------------------------------------（2分）
∴|PQ|=|QF|．
∴動(dòng)點(diǎn)Q的軌跡C是以F為焦點(diǎn)，l為準(zhǔn)線的拋物線，其方程為：x²=4py（p＞0）．--------------------（4分）
（Ⅱ）證明：設(shè)M（m，-p），兩切點(diǎn)為A（x₁，y₁），B（x₂，y₂）
由x²=4py得y=

1

4p

x2，求導(dǎo)得y′=

1

2p

x．
∴兩條切線方程為y-y1=

1

2p

x1(x-x1)①
y-y2=

1

2p

x2(x-x2)②-------------------（6分）
對(duì)于方程①，代入點(diǎn)M（m，-p）得，-p-y1=

1

2p

x1(m-x1)，
又y1=

1

4p

x12
∴-p-

1

4p

x12=

1

2p

x1(m-x1)
整理得：x12-2mx1-4p2=0
同理對(duì)方程②有x22-2mx2-4p2=0
即x₁，x₂為方程x²-2mx-4p²=0的兩根．
∴x₁+x₂=2m，x₁x₂=-4p²③-----------------------（8分）
設(shè)直線AB的斜率為k，k=

y2-y1

x2-x1

=

1

4p

(x1+x2)
所以直線AB的方程為y-

1

4p

x12=

1

4p

(x1+x2)(x-x1)，展開得：y=

1

4p

(x1+x2)x-

x1x2

4p

，
代入③得：y=

m

2p

x+p
∴直線恒過定點(diǎn)（0，p）．-------------------------------------（10分）
（Ⅲ）證明：由（Ⅱ）的結(jié)論，設(shè)M（m，-p），A（x₁，y₁），B（x₂，y₂）
且有x₁+x₂=2m，x₁x₂=-4p²，
∴k_MA=

y1+p

x1-m

，k_MB=

y2+p

x2-m

----------------------------（11分）
∴

1

kMA

+

1

kMB

=

1

y1+p x1-m

+

1

y2+p x2-m

=

4pm

x1x2

=

4pm

-4p2

=-

m

p

------（13分）
又∵

1

kMF

=

m

-p-p

=-

m

2p

，
∴

1

kMA

+

1

kMB

=

2

kMF

即直線MA，MF，MB的斜率的倒數(shù)成等差數(shù)列．----------------------------（14分）