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3.曲线与方程、抛物线
1.(2021·江苏南通天星湖中学质检)点A(1,2)在抛物线F:y2=2px上.
(1)假设△ABC的三个顶点都在抛物线F上,记三边AB,BC,CA所在直线的斜率分别为k1,k2,k3, 求1k 1-1k 2+1k 3的值;
(2)假设四边形ABCD的四个顶点都在抛物线F上,记四边AB,BC,CD,DA所在直线的斜率分别为k1,k2,k3,k4,求1k 1-1k 2+1k 3-1k 4的值.
解 (1)由点A(1,2)在抛物线F上,得p=2,∴抛物线F:y2=4x,
设B??????y21 4,y1,C??????y22 4,y2,
∴1k 1-1k 2+1k 3=y21 4-1y1- 2-y22 4-y21 4y2-y 1+1-y22 42-y 2=y1+2 4-y2+y1 4+2+y2 4=1. (2)另设D??????y23 4,y3,那么1k 1-1k 2+1k 3-1k 4=y1+2 4-y2+y1 4+y3+y2 4-2+y3 4=0.
2.(2021·江苏赣榆中学月考)抛物线关于x轴对称,它的顶点在坐标原点,点P(1,2),A(x1,y1),B(x2,y2)均在抛物线上.
(1)写出该抛物线的方程及其准线方程;
(2)当PA与PB的斜率存在且倾斜角互补时,求y1+y2的值及直线AB的斜率.
解 (1)由条件,可设抛物线的方程为y2=2px. ∵点P(1,2)在抛物线上,
∴22=2p×1,得p=2,
故所求抛物线的方程是y2=4x,准线方程是x=-1. (2)设直线PA的斜率为kPA,直线PB的斜率为kPB,
那么kPA=y1-2x1- 1(x1≠1),kPB=y2-2x2- 1(x2≠1).
∵PA与PB的斜率存在且倾斜角互补,
∴kPA=-kPB,
由A(x1,y1),B(x2,y2)在抛物线上,得
y21=4x1,①
y22=4x2,②
∴y1-214y21- 1=-y2-214y22- 1,
2
∴y1+2=-(y2+2),
∴y1+y2=-4,
由①-②得直线AB的斜率
kAB=y2-y1x2-x 1=4y1+y 2=-44=-1(x1≠x2).
3.(2021·江苏常州中学质检)点A(-1,0),F(1,0),动点P满足AP→·AF→=2||FP→. (1)求动点P的轨迹C的方程;
(2)在直线l:y=2x+2上取一点Q,过点Q作轨迹C的两条切线,切点分别为M,N.问:是否存在点Q,使得直线MN∥l?假设存在,求出点Q的坐标;假设不存在,请说明理由.
解 (1)设P(x,y),那么AP→=(x+1,y),FP→=(x-1,y),AF→=(2,0),
由AP→·AF→=2|FP→|,得2(x+1)= 2x-12+y2,化简得y2=4x.
故动点P的轨迹C的方程为y2=4x.
(2)直线l方程为y=2(x+1),设Q(x0,y0),M(x1,y1),N(x2,y2).
设过点M的切线方程为x-x1=m(y-y1),代入y2=4x,得y2-4my+4my1-y21=0,
由Δ=16m2-16my1+4y21=0,得m=y1 2,所以过点M的切线方程为y1y=2(x+x1),同理过点N的切线方程为y2y=2(x+x2).所以直线MN的方程为y0y=2(x0+x),
又MN∥l,所以2y 0=2,得y0=1,而y0=2(x0+1),
故点Q的坐标为??????-12,1. 4.(2021·江苏宝应中学质检)如图,抛物线C:y2=4x的焦点为F,过F的直线l与抛物线C交于A(x1,y1)(y1>0),B(x2,y2)两点,T为抛物线的准线与x轴的交点.
(1)假设TA→·TB→=1,求直线l的斜率;
(2)求∠ATF的最大值.
解 (1)因为抛物线y2=4x焦点为F(1,0),T(-1,0).
当l⊥x轴时,A(1,2),B(1,-2),此时TA→·TB→=0,与TA→·TB→=1冲突,
所以设直线l的方程为y=k(x-1),代入y2=4x,得k2x2-(2k2+4)x+k2=0,
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那么x1+x2=2k2+4k 2,x1x2=1,①
所以y21y22=16x1x2=16,所以y1y2=-4,②
因为TA→·TB→=1,所以(x1+1)(x2+1)+y1y2=1,
将①②代入并整理得,k2=4,所以k=±2.
(2)因为y1>0,所以tan∠ATF=y1x1+ 1=y1y21 4+ 1=1y1 4+1y 1≤1,当且仅当y1 4=1y 1,即y1=2时,取等号,所以∠ATF≤π 4,所以∠ATF的最大值为π 4.
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