题目内容

已知抛物线的顶点在坐标原点O,焦点F在x轴正半轴上,倾斜角为锐角的直线l过F点,设直线l与抛物线交于A、B两点,与抛物线的准线交于M点,
MF
=λ
FB
(λ>0)
(1)若λ=1,求直线l斜率
(2)若点A、B在x轴上的射影分别为A1,B1且|
B1F
|,|
OF
|,2|
A1F
|成等差数列求λ的值
(3)设已知抛物线为C1:y2=x,将其绕顶点按逆时针方向旋转90°变成C1′.圆C2:x2+(y-4)2=1的圆心为点N.已知点P是抛物线C1′上一点(异于原点),过点P作圆C2的两条切线,交抛物线C′1于T,S,两点,若过N,P两点的直线l垂直于TS,求直线l的方程.
分析:(1)先确定p=λ(x2-
p
2
),进而求出B的坐标,即可求直线l的斜率;
(2)直线方程代入抛物线方程,求得A1、B1的横坐标,根据|
B1F
|,|
OF
|,2|
A1F
|成等差数列,可得2|
OF
|=|
B1F
|+2|
A1F
|,从而可得x2-2x1=
p
2
,由此可求λ的值;
(3)设过点P的圆C2的切线方程,可得PS,PT的斜率是方程的两根,利用韦达定理及向量的数量积,即可得到结论.
解答:解:依题意设抛物线方程为y2=2px(p>0),A(x1,y1),B(x2,y2),直线l的斜率为k,k>0,M的纵坐标为y0,
则F(
p
2
,0)准线方程为x=-
p
2

直线l的方程为y=k(x-
p
2
),M(-
p
2
,y0),y2>0
∵
MF
=λ
FB
,∴(p,-y0)=λ(x2-
p
2
,y0),故p=λ(x2-
p
2
)
(1)若λ=1,由p=λ(x2-
p
2
),y22=2px2,y2>0,得x2=
3p
2
,y2=
3
p,
∴B(
3p
2
,
3
p)
∴直线l的斜率k=
3
p
3p
2
-
p
2
=
3
;
(2)直线l的方程代入y2=2px,消去y,可得k2x2-(k2p+2p)x+
k2p2
4
=0,则x1x2=
p2
4

∵x2=
p
λ
+
p
2
,∴x1=
p2
4x2
=
λp
2λ+4

∵|
B1F
|,|
OF
|,2|
A1F
|成等差数列
∴2|
OF
|=|
B1F
|+2|
A1F
|,
∴(x2-
p
2
)+2(
p
2
-x1)=p

∴x2-2x1=
p
2

将x2=
p
λ
+
p
2
和x1=
λp
2λ+4
代入上式得
1
λ
=
λ
λ+2
,∴λ=2;
(3)设P(x0,x02),S(x1,x12),T(x2,x22),由题意得x0≠0,x0≠±1,x1≠x2.
设过点P的圆C2的切线方程为y-x02=k(x-x0),即y=kx-kx0+x02.①
则
|kx0+4-x02|
1+k2
=1,
即(x02-1)k2+2x0(4-x02)k+(x02-4)2-1=0.
设PS,PT的斜率为k1,k2(k1≠k2),则k1,k2是上述方程的两根,所以
k1+k2=
2x0(x02-4)
x02-1
,k1k2=
(x02-4)2-1
x02-1
.
将①代入y=x2,得x2-kx+kx0-x02=0,
由于x0是此方程的根,故x1=k1-x0,x2=k2-x0,
所以kST=
x12-x22
x1-x2
=x1+x2=k1+k2-2x0=
2x0(x02-4)
x02-1
-2x0,kNP=
x02-4
x0
.
由MP⊥AB,得kNP•kST=[
2x0(x02-4)
x02-1
-2x0]•
x02-4
x0
=-1,解得x02=
23
5
,
即点P的坐标为(±
23
5
,
23
5
),所以直线l的方程为y=±
3
115
115
x+4
.
点评:本题考查直线与抛物线的位置关系,考查等差数列的性质,考查学生分析解决问题的能力,属于中档题.
练习册系列答案
相关题目

违法和不良信息举报电话:027-86699610 举报邮箱:58377363@163.com

精英家教网