设抛物线C:x 2 =2py(p>0)的焦点为F,A(x 0 ,y 0 )(x 0 ≠0)是抛物线C上的一定点.

设抛物线C:x 2 =2py(p>0)的焦点为F,A(x 0 ,y 0 )(x 0 ≠0)是抛物线C上的一定点.
(1)已知直线l过抛物线C的焦点F,且与C的对称轴垂直,l与C交于Q,R两点,S为C的准线上一点,若△QRS的面积为4,求p的值;
(2)过点A作倾斜角互补的两条直线AM,AN,与抛物线C的交点分别为M(x 1 ,y 1 ),N(x 2 ,y 2 ).若直线AM,AN的斜率都存在,证明:直线MN的斜率等于抛物线C在点A关于对称轴的对称点A 1 处的切线的斜率.
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jkkenny 幼苗

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(1)由题设 F(0,
p
2 ) ,设 Q( x 1 ,
p
2 ) ,则 R(- x 1 ,
p
2 ) …(1分)
|QR|=
( x 1 -(- x 1 )) 2 + (
p
2 -
p
2 ) 2 = 2
x 1 2 =2
2p×
p
2 =2p .…(2分)
∴由△QRS的面积为4,得:
1
2 ×2p×p=4 ,得:p=2.…(4分)
(2)证明:由题意A 1 (-x 0 ,y 0 )…(5分)
首先求抛物线C在点A关于对称轴的对称点A 1 处的切线的斜率.
解法一:设抛物线在A 1 处的切线的斜率为k,则其方程为y=k(x+x 0 )+y 0 …(6分)
联立

y=k(x+ x 0 )+ y 0
x 2 =2py ,消去y得x 2 -2pkx-2px 0 k-2py 0 =0
将 2p y 0 = x 0 2 代入上式得: x 2 -2pkx-2p x 0 k- x 0 2 =0 …(7分)
△=(-2pk ) 2 +4(2p x 0 k+ x 0 2 )=0 …(8分)
即 p 2 k 2 +2p x 0 k+ x 0 2 =0 ,即 (pk+ x 0 ) 2 =0 ,得 k=-
x 0
p .
即抛物线C在点A关于对称轴的对称点A 1 处的切线的斜率为 -
x 0
p .…(9分)
解法二:由x 2 =2py得 y=
1
2p x 2 ,…(6分)
∴ y ′ =
x
p …(7分)
∴抛物线C在点A关于对称轴的对称点A 1 (-x 0 ,y 0 )处的切线的斜率为 -
x 0
p .…(9分)
再求直线MN的斜率.
解法一:设直线AM的斜率为k 1 ,则由题意直线AN的斜率为-k 1 .…(10分)
直线AM的方程为y-y 0 =k 1 (x-x 0 ),则直线AN的方程为y-y 0 =-k 1 (x-x 0 ).
联立

x 2 =2py
y= k 1 (x- x 0 )+ y 0 ,消去y得 x 2 -2p k 1 x+2p k 1 x 0 - x 0 2 =0 …(1)…(11分)
∵方程(1)有两个根x 0 ,x 1 ,∴ △=(-2p k 1 ) 2 -4(2p x 0 k 1 - x 0 2 )>0
∴ x 0,1 =
2p k 1 ±

2 ,x 0 +x 1 =2pk 1 ,即x 1 =2pk 1 -x 0 ,同理可得x 2 =-2pk 1 -x 0 …(12分)
直线MN的斜率 k MN =
y 2 - y 1
x 2 - x 1 =

x 2 2
2p -
x 1 2
2p
x 2 - x 1 =
x 1 + x 2
2p =
-2 x 0
2p =-
x 0
p .…(13分)
∴直线MN的斜率等于抛物线C在点A关于对称轴的对称点A 1 处的切线的斜率.…(14分)
解法二:∵k AM =-k AN …(10分)

y 0 - y 1
x 0 - x 1 =-
y 0 - y 2
x 0 - x 2 …(11分)
将 y 0 =
x 0 2
2p , y 1 =
x 1 2
2p , y 2 =
x 2 2
2p 分别代入上式得:

x 0 2
2p -
x 1 2
2p
x 0 - x 1 =-

x 0 2
2p -
x 2 2
2p
x 0 - x 2 ,
整理得2x 0 =x 1 +x 2 .…(12分)
∴直线MN的
斜率 k MN =
y 2 - y 1
x 2 - x 1 =

x 2 2
2p -
x 1 2
2p
x 2 - x 1 =
x 1 + x 2
2p =
-2 x 0
2p =-
x 0
p .…(13分)
∴直线MN的斜率等于抛物线C在点A关于对称轴的对称点A 1 处的切线的斜率.…(14分)

1年前

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