设经过定点 $M(a,0)$ 的直线 $l$ 与抛物线 $y^2=4x$ 相交于 $P,Q$ 两点,若 $\dfrac{1}{|PM|^2}+\dfrac{1}{|QM|^2}$ 为常数,则 $a$ 的值为
【难度】
【出处】
2018年全国高中数学联赛河南省预赛
【标注】
  • 题型
    >
    解析几何
    >
    圆锥曲线的定点定值问题
  • 知识点
    >
    解析几何
    >
    参数方程
【答案】
$2$
【解析】
设直线 $l$ 的参数方程为 $\begin{cases}
x=a+t\cos\alpha\\
y=t\sin\alpha\\
\end{cases}$($t$ 是参数,$\alpha$ 是倾斜角且 $\alpha\in(0,\pi)$),代入抛物线方程得 $t^2\sin^2\alpha-4t\cos\alpha-4a=0$.设该方程的两根为 $t_1,t_2$,则 $t_1+t_2=\dfrac{4\cos\alpha}{\sin^2\alpha},t_1\cdot t_2=-\dfrac{4a}{\sin^2\alpha}$,则 $\dfrac{1}{|PM{{|}^{2}}}+\dfrac{1}{|QM{{|}^{2}}}=\dfrac{1}{t_{1}^{2}}+\dfrac{1}{t_{2}^{2}}=\dfrac{t_{1}^{2}+t_{2}^{2}}{{{\left({{t}_{1}}{{t}_{2}} \right)}^{2}}}=\dfrac{{{\left( {{t}_{1}}+{{t}_{2}}\right)}^{2}}-2{{t}_{1}}{{t}_{2}}}{{{\left( {{t}_{1}}{{t}_{2}} \right)}^{2}}}=\dfrac{\dfrac{16{{\cos}^{2}}\alpha }{{{\sin }^{4}}\alpha }+\dfrac{8a}{{{\sin }^{2}}\alpha }}{\dfrac{16{{a}^{2}}}{{{\sin}^{4}}\alpha }}=\dfrac{2{{\cos }^{2}}\alpha +a{{\sin }^{2}}\alpha}{2{{a}^{2}}}$ 为常数,所以 $a=2$.
题目 答案 解析 备注
0.113142s