解答下这道题---已知抛物线 C: y^2=3x 的焦点为 F, 斜率为 3/2 的直线 l 与 C 的交点为 A, B, 与 x 轴的交点为 P.
(1) 若 |AF|+|BF|=4, 求 l 的方程;
(2) 若 $\vec{AP} = 3\vec{PB}$, 求 $|AB|$.
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我们来分析这道抛物线问题。已知抛物线 C 的方程为 y 的平方等于 3x,焦点为 F。有一条斜率为二分之三的直线 l 与抛物线相交于 A、B 两点,与 x 轴相交于点 P。我们需要解决两个问题:第一,当 AF 加 BF 的长度等于 4 时,求直线 l 的方程;第二,当向量 AP 等于 3 倍向量 PB 时,求线段 AB 的长度。
现在我们来解决第一问。首先确定抛物线的基本信息:抛物线方程 y 的平方等于 3x,可以写成 y 的平方等于 2px 的形式,其中 p 等于二分之三。因此焦点 F 的坐标为四分之三逗号零,准线方程为 x 等于负四分之三。根据抛物线的定义,点 A 到焦点的距离等于 x_A 加四分之三,点 B 到焦点的距离等于 x_B 加四分之三。由条件 AF 加 BF 等于 4,可得 x_A 加 x_B 等于二分之五。
接下来求解直线方程。设直线 l 的方程为 y 等于二分之三 x 加 b。将 x 等于三分之二倍括号 y 减 b 代入抛物线方程,得到 y 的平方等于 2 倍括号 y 减 b,整理得 y 的平方减 2y 加 2b 等于零。利用韦达定理,y_A 加 y_B 等于 2,y_A 乘以 y_B 等于 2b。由于 x_A 加 x_B 等于三分之二倍括号 2 减 2b,结合 x_A 加 x_B 等于二分之五,解得 b 等于负八分之七。因此直线方程为 y 等于二分之三 x 减八分之七。
现在解决第二问。根据向量关系 AP 等于 3 倍 PB,可得 4P 等于 A 加 3B。由于点 P 在 x 轴上,所以 y_P 等于零,因此 4 乘以零等于 y_A 加 3 倍 y_B,即 y_A 加 3 倍 y_B 等于零。结合韦达定理 y_A 加 y_B 等于 2,解得 y_A 等于 3,y_B 等于负 1。将这些值代入抛物线方程,得到点 A 的坐标为括号 3 逗号 3,点 B 的坐标为括号三分之一逗号负 1。利用两点间距离公式计算,AB 的长度等于三分之四倍根号 13。
让我们总结一下这道抛物线问题的解题过程。第一问中,我们利用抛物线焦点的性质,结合韦达定理,成功求出直线方程为 y 等于二分之三 x 减八分之七。第二问中,通过向量关系建立坐标方程,最终计算出线段 AB 的长度为三分之四倍根号十三。这道题的关键在于将抛物线的几何性质与代数运算相结合,体现了解析几何的基本思想。