题目内容

已知抛物线C:y=x2,直线l:x-2y-2=0,点P是直线l上任意一点,过点P作抛物线C的切线PM,PN,切点分别为M,N,直线PM,PN斜率分别为k1,k2,如图所示.
(1)若P(4,1),求证:k1+k2=16;
(2)当P在直线l上运动时,求证:直线MN过定点,并求出该定点坐标.
考点:直线与圆锥曲线的综合问题
专题:圆锥曲线中的最值与范围问题
分析:(1)设过P的切线方程为:y-1=k(x-4),代入抛物线C得:x2-kx+4k-1=0,由△=0,能证明k1+k2=16.
(2)设P(x0,y0),x0-2y0=2,切点M(x1,y1),N(x2,y2)对y=x2求导数,推导出直线PM:y-y1=2x1(x-x1),直线PN:y-y2=2x2(x-x2),由此能证明MN过定点(
1
4
, 1)
解答: (1)证明:设过P的切线方程为:y-1=k(x-4),
代入抛物线C,消去y得:x2-kx+4k-1=0,
由△=k2-4(4k-1)=0,
∴k2-16k+4=0,
∵该方程的两个根为直线PM,PN斜率k1,k2
∴k1+k2=16.(5分)
(2)证明:设P(x0,y0),x0-2y0=2,切点M(x1,y1),N(x2,y2
对y=x2求导数,y'=2x,
∴k1=2x1,k2=2x2
∴直线PM:y-y1=2x1(x-x1),直线PN:y-y2=2x2(x-x2),
y1=
x
2
1
y2=
x
2
2

∴直线PM:y=2x1x-y1,直线PN:y=2x2x-y2
∵直线PM,PN都过点P,∴2x0x1-y1=y0,2x0x2-y2=y0
这说明M(x1,y1),N(x2,y2)满足直线2x0x-y=y0的方程,
∴直线MN为:2x0x-y=y0,∵x0-2y0=2,
∴MN为:4x0(x-
1
4
)=2(y-1)
,x0∈R,即MN过定点(
1
4
, 1)
.(12分)
点评:本题考查两直线的斜率之和为16的证明,考查直线过定点的证明,解题时要认真审题,注意导数性质的合理运用.
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