成都市2020-2021學年度高二(上)期末理科數學22題(2)的另類解法(點差法的哥哥與姐姐)



點$E$為$x$軸正半軸上的一點,過點$E$的直線交拋物線$C$:$y^2=4x$於$A$、$B$兩點,$F$為$C$的焦點,

直線$AF$、$BF$分別與拋物線$C$交於異於$A$、$B$的$P$、$Q$兩點.當直線$AB$,$PQ$的斜率都存在時,分別記為$k_{_1}$、$k_{_2}$.

若$k_{_2}=2k_{_1}$,求點$E$的坐標.




另類解法:

\(A(\frac{y^2_{_A}}{4}\)\(y_{_A})\)\(B(\frac{y^2_{_B}}{4}\)\(y_{_B})\)\(P(\frac{y^2_{_P}}{4}\)\(y_{_P})\)\(Q(\frac{y^2_{_Q}}{4}\)\(y_{_Q})\)\(E(t\)\(0)\),則

\(A\)\(F\)\(P\)三點共線\(\Rightarrow\cdots\Rightarrow y_{_A}\cdot y_{_p}=-4\cdots(1)\)

\(B\)\(F\)\(Q\)三點共線\(\Rightarrow\cdots\Rightarrow y_{_B}\cdot y_{_Q}=-4\cdots(2)\)

\(A\)\(E\)\(B\)三點共線\(\Rightarrow\frac{y_{_A}}{\frac{y^2_{_A}}{4}-t}=\frac{y_{_B}}{\frac{y^2_{_B}}{4}-t}\Rightarrow\cdots\Rightarrow y_{_A}\cdot y_{_B}=-4t\cdots(3)\)

\(k_{_2}=2k_{_1}\Rightarrow \frac{y_{_P}-y_{_Q}}{\frac{y^2_{_P}}{4}-\frac{y^2_{_Q}}{4}}=2\cdot\frac{y_{_A}-y_{_B}}{\frac{y^2_{_A}}{4}-\frac{y^2_{_B}}{4}}\Rightarrow\cdots\Rightarrow y_{_A}+y_{_B}=2(y_{_P}+y_{_Q})\cdots(4)\)

\((1)\)\((2)(3)\Rightarrow y_{_A}y_{_B}y_{_P}y_{_Q}=16\Rightarrow y_{_P}y_{_Q}=\frac{-4}{t}\cdots(*)\)

\((1)\)\((2)\Rightarrow y_{_A}+y_{_B}=-4(\frac{1}{y_{_P}}+\frac{1}{y_{_Q}})\Rightarrow y_{_A}+y_{_B}=-4(\frac{y_{_P}+y_{_Q}}{y_{_P}y_{_Q}})\cdots(\triangle)\)

\((4)\)\((*)(\triangle)\)\(t=2\),即\(E(2\)\(0)\)


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