“哇!x1*x2直接就是1?!”赵鹏惊讶地叫出了声,立刻又捂住嘴,紧张地看了看四周,还好没人注意。这个神奇的结果让他精神大振。
“对,你看,直接算出来了,是1,跟k没关系。”凌凡也笑了笑,这种代数运算展现出的简洁美,总是让人愉悦。“接下来算y1*y2。”
“y1和y2是直线上的点,所以 y1 = k(x1-1), y2 = k(x2-1)” 所以 y1*y2= k2 (x1-1)(x2-1) = k2 [ x1*x2 - (x1+x2) + 1 ]
“这里面的x1x2我们知道是1,x1+x2刚才韦达定理也有。”凌凡一边说一边代入: y1y2 = k2 [ 1 - ( (2k2+4)\/k2 ) + 1 ] = k2 [ 2 - (2k2+4)\/k2 ] =k2 * [ (2k2 - 2k2 - 4) \/ k2 ] \/\/ 通分 =k2 * [ (-4) \/ k2 ] =-4
“卧槽!”赵鹏这次没忍住,一句惊叹脱口而出,引来前排几个同学回头观望。他赶紧缩了缩脖子,脸上满是难以置信的兴奋,“又算出来了?!是-4?!也是常数?!”
“对,也是常数。”凌凡保持着冷静,“现在,向量点积 x1x2 + y1y2 = 1 + (-4) = -3 ≠ 0啊?”
“啊?不等于0?那不是白搞了?”赵鹏一下子又蔫了,像是被戳破的气球。
凌凡却皱起了眉头,不对啊,这思路应该没错。他快速检查了一遍计算过程,没错。那问题出在哪?他盯着那个-3。
突然,他注意到了!斜率k!
“等等!”他猛地压低声音,“我们设直线方程的时候,假设了斜率k存在。但如果直线斜率不存在呢?也就是这条动直线如果垂直于x轴呢?”
赵鹏懵了:“啊?还有这种情况?”
“当然有!”凌凡的思维无比敏锐,“过定点(1,0)且垂直于x轴的直线,就是x=1!我们得单独考虑这种情况!”
他立刻在草稿纸角落计算:当直线为x=1时,与抛物线y2=4x联立,得y2=4,所以y=±2。即交点A(1,2), b(1,-2)。 此时,向量oA(1,2),ob(1,-2),点积=11 + 2(-2) = 1 - 4 = -3 ≠ 0。 “哦,这种情况下,∠Aob也不是直角。”凌凡沉吟道,“但是……等等,题目是要求证‘恒为直角’,现在算出来不是……难道题目错了?”
两人面面相觑。凌凡再次仔细读题:“求证∠Aob恒为直角”。
“恒为直角……我们算出来点积是-3,不是0……但-3是个常数!”凌凡捕捉到了关键,“点积是个常数-3,而不是随着k变化的量,但这也不等于0啊……”
就在两人陷入僵局时,旁边一个清冷的声音轻轻地飘过来:“你们……是不是忘了考虑o、A、b三点共线的情况了?”
是苏雨晴!她不知何时已经停下了笔,静静地听着他们的讨论。她显然听到了赵鹏那两声压抑的惊呼和最后的困惑。
凌凡和赵鹏同时转头看向她。
苏雨晴微微侧过身,声音平静如水:“当A、b、o三点共线时,那个角度不存在,自然不是直角。这种情况应该排除在外。而你们设的直线方程y=k(x-1),当k=0时,直线就是y=0,也就是x轴,此时A、b两点和o都在x轴上,三点共线。你们用韦达定理时,假设了方程有两个根,但没考虑这种情况是否包含在内。”
一语点醒梦中人!
凌凡瞬间反应过来!对!k=0时,直线是y=0,与抛物线y2=4x交于(0,0)和……嗯?y=0代入,x=0?只有一个交点?是重合了?他立刻意识到,当k=0时,直线与抛物线其实相切于原点?(这里需要验证,但无论如何,k=0是特殊情况)
而题目中“异于A、b”可能隐含排除了这种退化情况。更重要的是,苏雨晴指出了关键:只有当A、b、o不共线时,讨论∠Aob才有意义。而他们计算出的点积恒为-3,恰恰说明在A、b、o不共线的情况下,∠Aob根本不是一个直角,而是一个大小固定的钝角(因为点积为负)!
凌凡立刻重新审题,猛地一拍脑门:“靠!赵鹏!你看错题了!不是证∠Aob是直角!是证∠AFo是直角!F是焦点(1,0)!你看的那个定点(1,0)就是焦点F!不是o!”
赵鹏:“???” 他赶紧抢过练习册,瞪大眼睛仔细看:“……求证∠AFb恒为直角……呃……”他的脸瞬间涨成了猪肝色,“卧槽……我看错了……我把F看成o了……”
闹了半天,他不仅看错了点,还差点把凌凡带进沟里!一场轰轰烈烈的计算和讨论,居然始于一个眼瞎的误读!
凌凡顿时哭笑不得。苏雨晴也忍不住抬手