Feladat: F.1999 Korcsoport: 18- Nehézségi fok: -
Füzet: 1976/január, 12 - 13. oldal  PDF  |  MathML 
Témakör(ök): Egyenesek egyenlete, Parabola egyenlete, Parabola, mint mértani hely, Feladat
Hivatkozás(ok):Feladatok: 1975/szeptember: F.1999

A szöveg csak Firefox böngészőben jelenik meg helyesen. Használja a fenti PDF file-ra mutató link-et a letöltésre.

I. megoldás. Helyezzük el koordináta-rendszerünket úgy, hogy a parabola csúcsérintője az x tengellyel, a parabola tengelye az y tengellyel essék egybe, az egységet pedig válasszuk meg úgy, hogy a parabola fókuszának két koordinátája F(0,14) legyen. Ekkor a parabola egyenlete: y=x2, vezéregyeneséé y=-14.

 

 

Így a parabola tetszőleges két pontjának koordinátái P1(x1,x12), P2(x2,x22). A P1, P2 pontokra illeszkedő egyenes meredeksége
m1=x12-x22x1-x2=x1+x2.

Írjuk fel az F-en átmenő, P1P2 egyenesre merőleges egyenes egyenletét. Ha m10, akkor e merőleges egyenes meredekségét m2-vel jelölve igaz, hogy m1m2=-1, azaz m2=-1x1+x2. Az egyenes az y tengelyt az F(0,14) pontban metszi, így egyenlete:
y=-1x1+x2x+14.(2)
A Q1, ill. Q2 pont koordinátái: (x1;-14), (x2;-14) és a Q1Q2 szakasz felezőpontja: Q(x1+x22;-14). Ezekre a koordinátákra teljesül (2), tehát az állítás igaz, ha m10.
Ha m1=0, vagyis x1=-x2, akkor a P1P2 egyenes párhuzamos az x tengellyel, így a rá merőleges egyenes párhuzamos az y tengellyel. Mivel F illeszkedik az y tengelyre, ezért ez az egyenes maga az y tengely. A Q1, Q2 szakasz felezőpontja ekkor a (0,14) pont, vagyis ez a pont az y tengelyen van, ezért az állítás akkor is igaz. Ezzel a bizonyítandó állítást x1, x2 minden értékpárjára bizonyítottuk.
 

II. megoldás. A parabola definíciójából következik, hogy P1Q1=P1F. Tekintsük a P1 középpontú P1F sugarú kört! A P1P2 egyenes e körnek szimmetriatengelye, ezért a kör bármely pontját tükrözve rá, e körön levő pontot kapunk. Tükrözzük F-et P1P2-re, a (tőle nem feltétlenül különböző) tükörképét jelöljük F'-vel.
 

 

Így P1F'=P1F, és F' rajta van a P1P2-re merőleges, F-re illeszkedő egyenesen. Ennek az egyenesnek, és a parabola vezéregyenesek metszéspontja legyen Q. (Q csak akkor nem létezne, ha e két egyenes párhuzamos lenne, azaz P1P2 merőleges lenne a vezéregyenesre, ez azonban lehetetlen, mert bármely, a vezéregyenesre merőleges egyenesen csak egy pontja van a parabolának.)
Ekkor Q-nak a körre vonatkozó hatványa: QF'QF=QQ12. Hasonlóan a P2 középpontú, F-en átmenő körre vonatkozó hatvány: QF'QF=QQ22, azaz Q1Q2=Q2Q2, ami ekvivalens az állítással.