【解析】 设线段AB中点的坐标为N(x0,y0),A(x1,y1),B(x2,y2),
因为AB不垂直于x轴,AB不可能平行于x轴,
y4?x0故直线MN的斜率为0,直线AB的斜率为,
x0?4y0法一:
直线AB的方程为y?y0?4?x0(x?x0), y04?x0?y?y?(x?x0),0?y0联立方程? ?y2?4x,?x?4y0?2?x0(x0?4)?0,所以y1?y2?消去x得?1?0?y2?y0y?y0,
44?x??02y0y?y2?y0, 因为N为AB中点,所以1?y0,即
4?x02所以x0?2.即线段AB中点的横坐标为定值2. 法二:
2??y1?4x1点A,B在抛物线上,故?2,两式相减得(y1?y2)(y1?y2)?4(x1?x2).
y?4x??22y?y24?x044??故有kAB?1,即, x1?x2y1?y2y02y0解得x0?2,即线段AB中点的横坐标为定值2.
考点7:直线与抛物线综合
<教师备案> 例7是一道直线与抛物线的综合题,抛物线的切线问题也是一个常考查的问题,有一些很
好的性质,但在介绍完导数后再处理会更容易一些.这里选择了一道与切线相关的问题先了解一下.
经典精讲
B两点,M是线段AB的中点,过M作【例7】 已知抛物线C:y?2x2,直线y?kx?2交C于A,x轴的垂线交C于点N.
⑴ 证明:抛物线C在点N处的切线与AB平行;
⑵ 是否存在实数k使NA?NB?0,若存在,求k的值;若不存在,说明理由. 【解析】 法一:
16 第10讲·尖子-目标·教师版
x?2代入y?2x2,⑴ 如图,设A(x1,把y?k 2x12),B(x2,2x22),
k得2x2?kx?2?0,由韦达定理得x1?x2?,x1x2??1,
2?kk2?x1?x2k∴xN?xM??,∴N点的坐标为?,?.
24?48?yAM2B1NO1xk2k???m?x??, 设抛物线在点N处的切线l的方程为y?84??mkk2将y?2x代入上式,得2x?mx???0,
48∵直线l与抛物线C相切,
22?mkk2?∴??m?8????m2?2mk?k2?(m?k)2?0,∴m?k,
8??42即l∥AB. ⑵ 法一:
假设存在实数k,使NA?NB?0,则NA?NB,
1又∵M是AB的中点,∴|MN|?|AB|.
2?k21?k2111?2. 由⑴知yM?(y1?y2)?(kx1?2?kx2?2)?[k(x1?x2)?4]???4??2?24222?k2k2k2?16∵MN?x轴,∴|MN|?|yM?yN|??2??.
488又|AB|?1?k2?k2?162, ?1?k?a2k2?1612∴?k?1?k2?16,解得k??2.
84即存在k??2,使得NA?NB?0.
法二:
假设存在实数k,使NA?NB?0.
??kk2?kk2?222x1??,NB??x2?,2x2??,则 由⑴知NA??x1?,4848????k??k??2k2??2k2??NA?NB??x1???x2????2x1???2x2??
4??4??8??8???2k2??2k2??k??k?k??k??k??k??????x1???x2???4?x1???x2????x1???x2????1?4?x1???x2???
4??4?16??16??4??4??4??4??????kk2??k2???x1x2??x1?x2?????1?4x1x2?k(x1?x2)??
416??4???kkk2??kk2??k2??3????1??????1?4?(?1)?k??????1????3?k2??0,
4216??24??16??4??3k2∵?1??0,∴?3?k2?0,解得k??2.
416第10讲·尖子-目标·教师版
17
即存在k??2,使得NA?NB?0.
目标班学案3
【拓3】若曲线C:y?2x2上存在关于直线l:y?kx?2对称的两点,求k的取值范围. 【解析】 已知,k?0.
1设直线l的垂线为l?:y??x?b.
k1代入y?2x2,可得2x2?x?b?0 (*)
k若存在两点D?x3,y3?,E?x4,y4?关于直线l对称,
x3?x4y?y411??,3?2?b, 24k24k1y?y4?71?1??x?xl?b?k??2又?34,3在直线上,所以,得. b?????2?4k244k2?2?4k?则
由方程(*)有两个不等实根,
12?1?所以?????8b?0,即2?14?2?0
kk?k?所以
0),0)和N(5,M||?PN|6?,⑴ 已知两点M(?5,若直线上存在点P,使|P则称该直线为“B4型直线”.给出下列直线:①y?x?1;②y?2;③y?x;④y?2x?1,y3D其中为“B型直线”的是( )
A.①③ B.①② C.③④ D.①④ p?p2?2⑵ 如图抛物线C1:y?2px和圆C2:?x???y?,其中p?0,2?4?22214141k??k?,解得或. ?141414k2COx直线l经过C1的焦点,依次交C1,C2于A,B,C,D四点,则AB?CD的值为( )
p2p2p2A. B. C. D.p2
432【解析】 ⑴ B
由|PM|?|PN|?6,可得点P的轨迹是以点M、N为焦点
BAyx2y2的双曲线的右半支,其方程为??1(x≥3),其两条渐
9164近线方程为y??x.由题意知“B型直线”即为与双曲线右
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y=2Oy=x+1x
半支有公共点的直线,作图可得仅直线y?2与直线y?x?1与其有交点,故应选B. ⑵ A;
ppp?xA???xA,同理CD?xD,结合图象知222p??AB?CD?AB?CD?xAxD,当直线AD的斜率存在时,可设其方程为y?k?x??,代入
2??122p22222于是知xAxD?,即为所求;当直线ADy?2px消去y得kx?(k?2)px?kp?0,
44p
的斜率不存在时,直线的方程为x?,于是分别联立直线与圆及抛物线的方程可解得
2
p??pp?ppp2?p??p?p?A?,?p?,B?,??,C?,?,D?,p?.也有AB?CD???. 222222224????????p2p
故AB?CD?.当然,作为选择题,可以直接取特殊直线x?得到答案.
24记抛物线的焦点为F,则AB?AF?
实战演练
x2y2b?0)的右焦点,且与双曲线的左、右两支【演练1】斜率为2的直线l过双曲线2?2?1(a?0,ab分别相交,则双曲线的离心率的取值范围是_______.
?? 【解析】 5,
??bbb由例题知,直线l与双曲线的两支分别相交,满足??2?(其中?为双曲线的两条渐近
aaabc2?a2?e2?1?2,解得e?5. 线的斜率),即?2aa即双曲线的离心率的取值范围是
?5,??.
?x2【演练2】过双曲线?y2?1的右焦点作直线l,交双曲线于A,B两点,若AB?5,则这样的直线
4l有____条.
【解析】 4.
2b2双曲线的通径长为?1,两顶点间的距离为4,5?4,且5?1,故有四条.
a
【演练3】过点(0,?2)的直线与抛物线y2?8x交于A、B两点,若线段AB中点的横坐标为2,
则|AB|等于( )
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A.217 B.17 C.215 D.15 【解析】 C
设直线方程为y?kx?2,A(x1,y1)、B(x2,y2).
?y?kx?2,由?2得k2x2?4(k?2)x?4?0, ?y?8x,∵直线与抛物线交于A、B两点,∴??16(k?2)2?16k2?0,即k??1. x?x2(k?2)4又12?.∴x1x2?2?1, ?2,∴k?2或k??1(舍)22kk∴|AB|?1?k2|x1?x2|?1?22?(x1?x2)2?4x1x2?5?(42?4)?215.
【演练4】设坐标原点为O,抛物线y2?2x与过焦点的直线交于A,B两点,则OA?OB?( )
33A. B.? C.3 D.?3
44【解析】 B
1?1?抛物线y2?2x的焦点为?,0?,设直线AB的方程为x?ky?.
2?2????4k2?4?0,?y2?2x,??消去x?y2?2ky?1?0??y1?y2?2k, ?1????x?ky??yy??1.?2?121??1?1111?x1x2??ky1???ky2???k2y1y2?k(y1?y2)???k2?k2??.
2??2?2444?13设A(x1,y1),B(x2,y2),则OA?OB?x1x2?y1y2??1??.
44
【演练5】过y2?x上一点A(4,2)作倾斜角互补的两条直线AB、AC交抛物线于B、C两点,如
图,求证:直线BC的斜率是定值. 【解析】 法一:
设AB的斜率为k,则AC的斜率为?k. AB:y?2?k(x?4),与y2?x联立得
OBCxyAy?2?k(y2?4),即ky2?y?4k?2?0.
∵y?2是此方程的一解,
?4k?21?2k∴2yB?,yB?,
kk?1?4k?4k21?2k?1?4k?4k22,,∴B?xB?yB??. 22kkk??∵kAC?1?4k?4k21?2k???k,以?k代替k代入B点坐标得C?,?, 2k?k??20 第10讲·尖子-目标·教师版