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我们来分析一个关于抛物线的几何问题。已知抛物线y等于负二分之一x的平方,以及一条恒过定点F(0, -2)的直线。我们需要找到满足特定条件的点P的运动轨迹。
首先建立方程组。抛物线方程为y等于负二分之一x的平方,直线过定点F(0, -2),设直线方程为y等于kx减2。联立两方程得到x的平方加2kx减4等于0。根据韦达定理,两交点M、N的横坐标之和为负2k,乘积为负4。
根据题意,PM和PN分别是抛物线在M、N两点处的切线。对于抛物线y等于负二分之一x的平方,在点M处的切线方程为y等于负xM乘以x加二分之一xM的平方。通过求解两条切线的交点,我们得到点P的坐标:横坐标为xM加xN的一半,纵坐标为负二分之一倍的xM乘以xN。
将韦达定理的结果代入点P的坐标表达式。x坐标等于负k,y坐标恒等于2。随着参数k的变化,点P的横坐标可以取任意实数值,但纵坐标始终为2。因此,点P的运动轨迹是一条水平直线,方程为y等于2。
综上所述,点P的运动轨迹方程为y等于2。这是一条水平直线,位于抛物线的焦点上方。从几何角度看,抛物线y等于负二分之一x的平方的焦点恰好是F(0, -2),而点P是过焦点的弦的两端切线交点,所有这样的交点都在准线y等于2上,这体现了抛物线的重要几何性质。