题目内容
已知P(m,1)为抛物线C:x2=2ay(a>0)上一点,点P到抛物线焦点的距离为.
(Ⅰ)求m,a的值;
(Ⅱ)设抛物线上一点B的横坐标为t(t>0),过B的直线交曲线C于另一点A,交x轴于N,过点A作AB的垂线交曲线C于D,连接DB交y于M,若直线MN的斜率是AB斜率的倍,求t的最小值.
解:(Ⅰ)根据抛物线定义,∵P到抛物线焦点的距离为.
∴P(m,1)到抛物线准线y=-的距离为.
∴,解得a=,
∴抛物线方程为x2=y,
将P(m,1)代入x2=y,
解得m=±1.
(Ⅱ)∵B的横坐标为t(t>0),∴B(t,t2),
设直线AB的方程为:y-t2=k(x-t),
把直线AB的方程y-t2=k(x-t)代入抛物线x2=y,并整理,得
x2-kx+kt-t2=0,
解得x=k-t,或x=t(舍)
∴A(k-t,(k-t)2),
∵AD⊥AB,
∴直线AD的方程为,
把代入代入抛物线x2=y,并整理,得
kx2+x-(k-t)(1+k2-kt)=0,
解得,或xD=k-t(舍)
∵B(t,t2),D(t-(k+),[t-(k+)]2),
∴BD的方程为:=2t-(k+),
令x=0,得到BD与y轴的交点坐标M(0,t(k+)-t2),
在直线AB的方程y-t2=k(x-t)中,
令y=0,得到直线AB与x轴的交点N(t-,0),
∴直线MN的斜率kMN==.
∵直线AB的斜率是k,且直线MN的斜率是AB斜率的倍,
∴=-,
整理,得k2-kt+2=0,
∴,
由题设条件知k>0,
∴≥=2.
当且仅当,即k=时,.
分析:(Ⅰ)根据抛物线的定义利用点P(m,1)到其焦点的距离求得a,抛物线方程可得,进而把点P代入求得m.
(Ⅱ)由B(t,t2),设直线AB的方程为:y-t2=k(x-t),把直线AB的方程y-t2=k(x-t)代入抛物线x2=y,解得A(k-t,(k-t)2),由AD⊥AB,设直线AD的方程为,把代入代入抛物线x2=y,解得,由B(t,t2),D(t-(k+),[t-(k+)]2),则BD的方程为:=2t-(k+),令x=0,得到BD与y轴的交点坐标M(0,t(k+)-t2),由此能求出利用直线MN的斜率是AB斜率的倍,能求出t的最小值.
点评:本题主要考查椭圆标准方程,简单几何性质,直线与椭圆的位置关系.考查运算求解能力,推理论证能力;考查化归与转化思想.对数学思维的要求比较高,有一定的探索性.综合性强,难度大,是高考的重点.解题时要认真审题,仔细解答,注意培养计算能力.
∴P(m,1)到抛物线准线y=-的距离为.
∴,解得a=,
∴抛物线方程为x2=y,
将P(m,1)代入x2=y,
解得m=±1.
(Ⅱ)∵B的横坐标为t(t>0),∴B(t,t2),
设直线AB的方程为:y-t2=k(x-t),
把直线AB的方程y-t2=k(x-t)代入抛物线x2=y,并整理,得
x2-kx+kt-t2=0,
解得x=k-t,或x=t(舍)
∴A(k-t,(k-t)2),
∵AD⊥AB,
∴直线AD的方程为,
把代入代入抛物线x2=y,并整理,得
kx2+x-(k-t)(1+k2-kt)=0,
解得,或xD=k-t(舍)
∵B(t,t2),D(t-(k+),[t-(k+)]2),
∴BD的方程为:=2t-(k+),
令x=0,得到BD与y轴的交点坐标M(0,t(k+)-t2),
在直线AB的方程y-t2=k(x-t)中,
令y=0,得到直线AB与x轴的交点N(t-,0),
∴直线MN的斜率kMN==.
∵直线AB的斜率是k,且直线MN的斜率是AB斜率的倍,
∴=-,
整理,得k2-kt+2=0,
∴,
由题设条件知k>0,
∴≥=2.
当且仅当,即k=时,.
分析:(Ⅰ)根据抛物线的定义利用点P(m,1)到其焦点的距离求得a,抛物线方程可得,进而把点P代入求得m.
(Ⅱ)由B(t,t2),设直线AB的方程为:y-t2=k(x-t),把直线AB的方程y-t2=k(x-t)代入抛物线x2=y,解得A(k-t,(k-t)2),由AD⊥AB,设直线AD的方程为,把代入代入抛物线x2=y,解得,由B(t,t2),D(t-(k+),[t-(k+)]2),则BD的方程为:=2t-(k+),令x=0,得到BD与y轴的交点坐标M(0,t(k+)-t2),由此能求出利用直线MN的斜率是AB斜率的倍,能求出t的最小值.
点评:本题主要考查椭圆标准方程,简单几何性质,直线与椭圆的位置关系.考查运算求解能力,推理论证能力;考查化归与转化思想.对数学思维的要求比较高,有一定的探索性.综合性强,难度大,是高考的重点.解题时要认真审题,仔细解答,注意培养计算能力.
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