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解答题已知抛物线C:x2=2py(p>0)的焦点F与P(2 -1)关于直线l:x-y-

时间:2021-11-06 01:11:49

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解答题已知抛物线C:x2=2py(p>0)的焦点F与P(2 -1)关于直线l:x-y-

问题补充:

解答题已知抛物线C:x2=2py(p>0)的焦点F与P(2,-1)关于直线l:x-y-2=0对称,中心在坐标原点的椭圆经过两点M(1,),N(-,),且抛物线与椭圆交于两点A(xA,yA)和B(xB,yB),且xA<xB.

(1)求出抛物线方程与椭圆的标准方程;

(2)若直线l′与抛物线相切于点A,试求直线l′与坐标轴所围成的三角形的面积;

(3)若(2)中直线l′与圆x2-2mx+y2+2y+m2-=0恒有公共点,试求m的取值范围.

答案:

解:(1)设椭圆的方程为mx2+ny2=1,

因为椭圆经过两点M(1,),N(-,),

所以可得

由①与②消去m可得n=,③

将③代入①得m=,

故所求椭圆的标准方程为+=1.

抛物线C:x2=2py(p>0)的焦点为F(0,),依题意得直线FP与直线l:x-y-2=0互相垂直,所以直线FP的斜率为-1,则kFP==-1,解得p=2,所以x2=4y.

(2)由得y2+y-2=0,解得y=1或y=-2(不合题意,舍去),

当y=1时,得x=±2,因为xA<xB,所以A(-2,1),对y=x2求导,得y′=x,所以y′|x=-2=-1,所以直线l′的方程为y-1=-1×(x+2),即x+y+1=0,令x=0得y=-1,令y=0得x=-1,所以直线l′与坐标轴所围成的三角形的面积为S=×|-1|×|-1|=.

(3)由x2-2mx+y2+2y+m2-=0得(x-m)2+(y+1)2=,其圆心坐标为(m,-1),半径r=,

要使直线l′与圆x2-2mx+y2+2y+m2-=0恒有公共点,则需满足(m,-1)到直线l′:x+y+1=0的距离d≤,即d=≤,得-≤m≤,

即m的取值范围为[-,].解析分析:(1)设椭圆的方程为mx2+ny2=1,因为椭圆经过两点M(1,),N(-,),所以可得由①与②消去m可得n=,由此能求出抛物线方程与椭圆的标准方程.(2)由得y2+y-2=0,解得y=1或y=-2(不合题意,舍去),当y=1时,得x=±2,因为xA<xB,所以A(-2,1),对y=x2求导,得y′=x,所以直线l′的方程为x+y+1=0,由此能求出直线l′与坐标轴所围成的三角形的面积.(3)由x2-2mx+y2+2y+m2-=0得(x-m)2+(y+1)2=,其圆心坐标为(m,-1),半径r=,要使直线l′与圆x2-2mx+y2+2y+m2-=0恒有公共点,则需满足(m,-1)到直线l′:x+y+1=0的距离d≤,由此能求出m的取值范围.点评:本题考查直线 与圆锥曲线的位置关系的综合运用,具有一定的难度,解题时要认真审题,合理地进行等价转化.

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