(1)设点
∵P、M、A三点共线,
∴ k AM=k PM,
即
即
,
∴y 1y 2=4,
即
为定值.
(2)设∠POM=α,则
·cosα=5.
∵
,
·sinα=5.
由此可得tanα=1,又α∈(0,π),
∴α=45°,
故向量
与
的夹角为45°.
(3)证明:设点
,
∵M、B、Q三点共线,
∴k BQ= k OM ,
即
,
即
∴(y 3+1)(y 1+y 3)=
即y 1y 3+y 1+y 3+4=0.
由(1)知y 1y 2=4,即
∴
即4(y 2+y 3)+y 2y 3+4=0.(*)
∵
∴直线PQ的方程是
(y-y 2)(y 2+y 3)=
即y(y 2+y 3)-y 2y 3=4x
由(*)式,得-y 2y 3=4(y 2+y 3)+4,代入上式,得(y+4)(y 2+y 3)=4(x-1).
由此可知直线PQ过定点(1,-4)。