本题导读

本题考查抛物线的几何性质,以及抛物线中焦点弦两部分倒数和的性质。

📌【题干】

Question

(2012年重庆卷(理)) 过抛物线 的焦点 作直线交抛物线于 两点,若 ,,则 .

🔍【思路分析】

破题导航

  1. 确定抛物线基本量:由抛物线标准方程 可知 ,焦点坐标为 。
  2. 引入焦点弦代数变量:设 , 。根据线段的加合性,由于 三点共线且 在中间,可得焦点弦总长 。
  3. 应用焦点弦倒数和定理(最优解):利用抛物线的二级核心几何结论:过焦点弦的两段长满足倒数和恒为定值,即 。
  4. 联立代数方程组求解:代入 得到 ,从而解出两因式的积 。进一步构造一元二次方程,结合限制条件 精确解出较短线段 的长。

✅【答案】

点击查看答案

✍【详细解析】

Abstract

已知抛物线方程为 ,对照标准方程 可得:

设焦点弦被焦点 分割成的两部分线段长度分别为: 因为已知整个焦点弦的长度为 ,所以有:

根据抛物线的焦半径几何性质,过焦点的直线的弦长分段满足核心倒数和公式: 将 代入此通用性质式中:

对②式进行左边通分化简: 将①式代入上式中,求得两部分线段长度的乘积:

现在我们已知两数之和 ,两数之积 。根据韦达定理的逆定理, 是关于未知数 的一元二次方程的两个实数根:

两边同时乘以 24 以消除分母,转化为整式方程: 利用十字相乘法对该二次多项式进行因式分解: 解得方程的两个根分别为:

因为题目中给定约束条件为 ,即满足 。 因此,较短的线段长度必然对应较小的根:

所以, 的长为 。

填空题答案为:

💡【考点归纳与避坑指南】

Danger

  1. 核心考点:抛物线标准参数 的识别、焦点弦分段倒数和公式 的应用、和积构造一元二次方程。
  2. 核心方法:焦点弦性质二级结论法。在解析几何中,处理过焦点的直线与抛物线相交的弦长问题,如果不采用联立直线 与抛物线方程并展开韦达定理的常规大题方法,而是直接套用性质公式 ,在小题(填空、选择)中可以将解析几何极高强度的字母运算完全转化为纯算术方程,属于简化计算技巧。
  3. 避坑指南:
  • 联立直线方程制造无效计算:很多考生由于没有掌握倒数和公式,直接设直线为 ,与 联立得 。随后利用弦长公式 强行去解 的值。该路径计算量极大且容易在双重根式通分时因粗心算错,在考场上属于严重的“高能耗”陷阱。
  • 大小关系看错:求出两个根 与 后,需仔细比对分式大小,因为 ,结合 ,必须确保取较小的实根。

📖【试题探源与推广】

Tip

  1. 试题探源: 本题源于人教A版高中数学选择性必修第一册第三章《圆锥曲线与方程》中抛物线的几何性质配套拓展课后习题。属于考查抛物线焦点弦核心几何性质的一道经典能力型中档填空题。
  2. 结论推广:
  • 抛物线焦点弦倒数和通用定则:在任意标准抛物线(如 或 )中,过焦点的任意一条直线与曲线交于 两点。
  • 设两焦半径长度分别为 ,根据抛物线的极坐标方程或准线定义,这两部分长度的倒数和永远是一个与直线的倾斜角、斜率完全无关的几何常数:
  • 该结论被称为抛物线的“调和平均数性质”。熟记此二级结论模型,可以将一切过焦点的分段弦长求解问题,直接转化为简单的一元二次方程和积消元,实现考场上的快速得出。

🔗【关联脉络】

Multi column