← 回搜尋
094_02M_q18
94 學測數學 第 18 題
📅 94 年
📝 學測數學
第 18 題
題型:選填
課綱:99課綱
在坐標平面上,過 $F(1,0)$ 的直線交拋物線 $\Gamma:y^2 = 4x$ 於 $P$、$Q$ 兩點,其中 $P$ 在上半平面,且知 $2\overline{PF} = 3\overline{QF}$,則 $P$ 點的 $x$-坐標為 _______。(化成最簡分數)
拋物線定義與幾何性質
圓錐曲線焦弦性質
坐標幾何
二次曲線
解題手法
設未知數
〔AI 推測〕
答案
\dfrac{3}{2}
詳解
拋物線方程式 $\Gamma:y^2 = 4x$,可知焦點為 $F(1,0)$,準線方程式為 $x = -1$。 設 $P(x_1, y_1)$, $Q(x_2, y_2)$ 為拋物線上相異兩點,其中 $P$ 位於上半平面($y_1 > 0$)。 根據拋物線的定義,拋物線上的點到焦點的距離等於其到準線的距離: $$\overline{PF} = x_1 + 1 \text{ 且 } \overline{QF} = x_2 + 1$$ 已知 $2\overline{PF} = 3\overline{QF}$,代入可得: $$2(x_1 + 1) = 3(x_2 + 1) \implies 2x_1 + 2 = 3x_2 + 3 \implies x_2 = \dfrac{2x_1 - 1}{3}\text{ --- (式一)}$$ 設過焦點 $F(1,0)$ 的直線方程式為 $x = ky + 1$,將其代入拋物線 $y^2 = 4x$: $$y^2 = 4(ky + 1) \implies y^2 - 4ky - 4 = 0$$ 依韋達定理可知,兩交點的 $y$-坐標乘積為: $$y_1 y_2 = -4$$ 又 $x_1 = \dfrac{y_1^2}{4}$,$x_2 = \dfrac{y_2^2}{4}$,故: $$x_1 x_2 = \dfrac{(y_1 y_2)^2}{16} = \dfrac{(-4)^2}{16} = 1 \implies x_2 = \dfrac{1}{x_1}\text{ --- (式二)}$$ 將 (式一) 與 (式二) 聯立: $$\dfrac{2x_1 - 1}{3} = \dfrac{1}{x_1} \implies 2x_1^2 - x_1 - 3 = 0 \implies (2x_1 - 3)(x_1 + 1) = 0$$ 因 $P$ 在拋物線上,其 $x$-坐標必定為正,即 $x_1 > 0$。 故解得 $x_1 = \dfrac{3}{2}$。 開口向右,因此 $P$ 點的 $x$-坐標為 $\dfrac{3}{2}$。
題目來源:
大學入學考試中心公開試題。
解析狀態:
本解析由 AI 輔助產出,未經人工審核,非官方詳解,僅供學習參考。如與官方公告不同,請以官方公告為準。