题目内容

已知抛物线Cy=x2+4x+,过C上一点M,且与M处的切线垂直的直线称为C在点M的法线.

  (1)C在点M法线的斜率为-,求点M的坐标(x0y0)

  (2)P(-2a)C对称轴上的一点,在C上是否存在点,使得C在该点的法线通过点P?若有,求出这些点,以及C在这些点的法线方程;若没有,请说明理由.

 

答案:
解析:

(1)函数y=x2+4x+的导数y′=2x+4

  C上点(x0y0)处切线的斜率k0=2x0+4

  因为过点(x0y0)的法线斜率为-

  所以-(2x0+4)=-1

  解得x0=-l,y0=

  故点M的坐标为(-l,)

  (2)设M(x0y0)为C上一点

  ①若x0=-2,则C上点M(-2,)处的切线斜率k=0,过点M(-2,)的法线方程为x=-2,此法线过点P(-2,a).

  ②若x0≠-2,则过点M(x0y0)的法线方程为y-y0=(x-x0)       ①

  若法线过P(-2,a),则a-y0=(-2-x0)

  即(x0+2)2=a                               ②

  若a>0,则x0=-2±,从而

  y0=+4x0+=

  将上式代入①,化简得

  x+2y+2-2a=0

  x-2y+2+2a=0

  若a=0,则与x0≠-2矛盾

  若a<0,则②式无解

  综上,当a>0时,在C上有三个点(),()及(-2,).在这三点的法线过点P(-2,a),其方程分别是

  x+2y+2-2a=0

  x-2y+2+2a=0

  x=-2

  当a≤0时,在C上有一个点(-2,),在这点的法线过点P(-2,a),其方程为

  x=-2

 


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