解答题设点F是抛物线L:y2=4x的焦点,P1(x1,y1),P2(x2,y2),…Pn(xn,yn)是抛物线L上的n个不同的点n(n≥3,n∈N*)
(1)若抛物线L上三点P1、P2、P3的横坐标之和等于4,求的值;
(2)当n≥3时,若,求证:;
(3)若将题设中的抛物线方程y2=4x推广为y2=2px(p>0),请类比小题(2),写出一个一般化的命题及其逆命题,并判断其逆命题的真假.若是真命题,请予以证明;若是假命题,请说明理由.
网友回答
解:(1)抛物线l的焦点为F(1,0),设P1(x1,y1),P2(x2,y2),P3(x3,y3),
分别过P1、P2、P3作抛物线的准线l的垂线,垂足分别为Q1、Q2、Q3,
∴=(x1+)+(x2+)+(x3+)=x1+x2+x3+3
∵x1+x2+x3=4,∴=7
(2)设P1(x1,y1),P2(x2,y2),P3(x3,y3),…,Pn(xn,yn),分别过P1、P2、P3,…,Pn作抛物线的准线l的垂线,垂足分别为Q1、Q2、Q3,…,Qn
∴=(x1+1)+(x2+1)+(x3+1)+…+(xn+1)=x1+x2+x3+…+xn+n
∵???????????
∴x1+x2+x3+…+xn=n
∴=n+n=2n
(3)当n≥3时,若,求证:;
逆命题:当n≥3时,“若,则”
设P1(x1,y1),P2(x2,y2),P3(x3,y3),…,Pn(xn,yn),分别过P1、P2、P3,…,Pn作抛物线的准线l的垂线,垂足分别为Q1、Q2、Q3,…,Qn
∴=(x1+)+(x2+)+(x3+)+…+(xn+)=x1+x2+x3+…+xn+
∵???????????
∴x1+x2+x3+…+xn=
∴=+=np
逆命题为假命题:取n=4时,抛物线l的焦点为F(,0),设P1(x1,y1),P2(x2,y2),P3(x3,y3),P4(x4,y4),分别过P1、P2、P3,P4作抛物线的准线l的垂线,垂足分别为Q1、Q2、Q3,Q4,
∴=x1+x2+x3+x4+2p=4p
∴x1+x2+x3+x4=2p
不妨取,,,,则
故,,,是一个当n=4时,该逆命题的一个反例.解析分析:(1)抛物线l的焦点为F(1,0),设P1(x1,y1),P2(x2,y2),P3(x3,y3),利用抛物线的定义,结合x1+x2+x3=4,可得结论;(2)设P1(x1,y1),P2(x2,y2),P3(x3,y3),…,Pn(xn,yn),分别过P1、P2、P3,…,Pn作抛物线的准线l的垂线,垂足分别为Q1、Q2、Q3,…,Qn,利用抛物线的定义可得x1+x2+x3+…+xn=n,从而可证=2n(3)当n≥3时,若,求证:;逆命题:当n≥3时,“若,则”取n=4时,抛物线l的焦点为F(,0),设P1(x1,y1),P2(x2,y2),P3(x3,y3),P4(x4,y4),分别过P1、P2、P3,P4作抛物线的准线l的垂线,垂足分别为Q1、Q2、Q3,Q4,利用抛物线的定义,可得x1+x2+x3+x4=2p,从而可得结论.点评:本题考查抛物线的定义,考查向量的运算,解题的关键是正确运用抛物线的定义,难度较大.