过x轴上动点A(a,0),引抛物线y=x2+1的两条切线AP、AQ.切线斜率分别为k1和k2,切点分别为P、Q.

过x轴上动点A(a,0),引抛物线y=x2+1的两条切线AP、AQ.切线斜率分别为k1和k2,切点分别为P、Q.
(1)求证:k1•k2为定值;并且直线PQ过定点;
(2)记S为面积,当
S△APQ
|
PQ
|
最小时,求
AP
AQ
的值.
laodaoqing 1年前 已收到1个回答 举报

wanl8508 幼苗

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解题思路:(1)设出直线方程,与抛物线联立,由韦达定理得出:k1•k2的值;设出P、Q两点坐标,写出PQ方程,由根与系数关系代入并化简求出定点坐标;
(2)当
S△APQ
|
PQ
|
最小时,即A点到直线PQ的距离的最小值,利用基本不等式,求出a的值,代入
AP
AQ
式子中即可.

(1)证明:易知切线的斜率存在,设过A点的直线为:y=k(x-a),


y=k(x−a)
y =x 2+1得:x2-kx+ka+1=0,△=k2-4ak-4=0,
∴k1+k2=4a,k1•k2=-4为定值.
由y=x2+1,得y'=2x,设切点P、Q坐标分别为P(xp,yp),Q(xQ,yQ),k1=2xp,k2=2xq
∴xp+xq=2a,xp•xq=-1,
PQ的直线方程:y−yp=
yp−yq
xp−xq(x−xp),由yp=xp2+1,yq=xq2+1
得到y=(xp+xq)x−xp
x q+1
整理可得y=2xa+2,∴直线PQ过定点(0,2).
(2)设A到PQ的距离为d.则S△APQ=|PQ|×
d
2,

S△APQ
|PQ|=
d
2=
2a2+2
2
4a2+1=
a2+1

4a2+1,
设t=
4a2+1≥1,∴
S△APQ
|PQ|=
t2+3
4t≥

3
2,
当且仅当t=
3时取等号,即a=±

2
2.


AQ•

AP=(xp−a,yp)•(xQ−a,yQ)=xpxQ−a(xp+xQ)+a2+ypyQ
又∵ypyQ=(2xpa+2)(2xQa+2)=4a2xpxQ+4+4a(xp+xQ)=4a2+4
所以

AQ•

AP=3a2+3=
9
2.

点评:
本题考点: 利用导数研究曲线上某点切线方程;平面向量数量积的运算.

考点点评: 本题是考查直线与圆锥曲线相交、定点、定值、最值的问题,用到设而不求,韦达定理,基本不等式,等价转换等思想.是一道综合性非常强的圆锥曲线问题.

1年前

2
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