冰梁儿
幼苗
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设在抛物线C1上的切点为P(x1,x1^2+2x1),在抛物线C2上的切点为Q(x2,-x2^2+a).
首先求C1上的切线,求导得y′=2x+2,于是y′|x=x1=2x1+2.
由点斜式直线方程得y-(x1^2+2x1)=(2x1+2)(x-x1).
整理得y=(2x1+2)x-x1^2…………①
再求C2上的切线,求导得y′=-2x,y′|x=x2=-2X2.
切线方程为y-(-X2^2+a)=-2X2(x-X2),
整理得y=-2X2*x+X2^2+a…………②
由于所求切线是C1和C2的公切线,则①与②应为一条直线,即有
2x1+2=-2X2,
-X1^2=X2^2+a.
消去X2得2x1^2+2X1+1+a=0,
消去X1得2X2^2+2X2+1+a=0.
因此X1,X2满足方程2x^2+2x+1+a=0………③
因为C1和C2有两条公切线时,所以方程③有两个不等实根.
由Δ=4-8(1+a)>0得a<-1/2.
此时由韦达定理及方程③可得X1+X2=-1
于是PQ中点的横坐标为-1/2,即两条公切线的中点横坐标相同,于是两条公切线段互相平分.
-----另一法----
(1)函数y=x^2+2x的导数y′=2x+2,曲线C1在点P(x1,x1^2+2x1)的切线方程是
y-(x1^2+2x1)=(2x1+2)(x-x1),
即y=(2x1+2)x-x1^2. ①
函数y=-x2+a的导数y′=-2x,曲线C2在点Q(x2,-x2^2+a)的切线方程是
y-(-x2^2+a)=-2x2(x-x2),
即y=-2X2x+X2^2+a. ②
如果直线l是过P和Q的公切线,则①式和②式都是l的方程,所以有 x1+1= -x2与-x1^2=x2^2+a
消去x2得方程:2x1^2+2x1+1+a=0.
当判别式△=4-4×2(1+a)=0时,即a=-1/2时,解得x1=-1/2,此时点P与Q重合.
即当a=-1/2时,C1和C2有且仅有一条公切线,由①得公切线方程为y=x-1/4.
(2)证明:由(1)可知,当a
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