1. 确定直线 $MN$ 的斜率并设其方程
因为点 M,N 关于直线 y=x+m 对称,所以直线 MN 与该直线垂直。
由于直线 y=x+m 的斜率为 1,故直线 MN 的斜率为 −1。
设直线 MN 的方程为 y=−x+b。
2. 将直线方程与双曲线方程联立并化简
将 y=−x+b 代入双曲线方程 x2−3y2=1 中,得:
x2−3(−x+b)2=1
化简整理得:
2x2+2bx−b2−3=0
显然其判别式 Δ=(2b)2−4×2×(−b2−3)=12b2+24>0 恒成立,故直线与双曲线恒有两个不同的交点。
3. 表示 $MN$ 中点 $P$ 的坐标
设 M(x1,y1),N(x2,y2),且 MN 的中点为 P(x0,y0)。
由一元二次方程根与系数的关系可得:
x1+x2=−b
从而中点 P 的横坐标为:
x0=2x1+x2=−2b
又因为 P 在直线 MN 上,所以其纵坐标为:
y0=−x0+b=23b
故中点坐标为 P(−2b,23b)。
4. 利用对称轴方程建立 $b$ 与 $m$ 的关系并求解中点坐标
因为中点 P(−2b,23b) 在对称轴直线 y=x+m 上,
所以有:
23b=−2b+m⟹2b=m⟹b=2m
代入中点 P 的坐标中,得:
ight)$$。5. 代入抛物线方程,求出实数 $m$ 的值
又因为 MN 的中点 P 在抛物线 y2=18x 上,
代入可得:
ight)$$
化简得:
$$\frac{9}{16}m^2 = -\frac{9}{2}m \implies m^2 + 8m = 0$$
解得:
$$m = 0$$ 或 $$m = -8$$。