- 直线与抛物线的位置关系
- 共364题
河上有一抛物线型拱桥,当水面距拱顶5 m时,水面宽为8 m,一小船宽4 m,高2 m,载货后船露出水面上的部分高m,问水面上涨到与抛物线拱顶相距______m时,小船不能通航.
正确答案
建立直角坐标系,设抛物线方程为x2=-2py(p>0).
将点(4,-5)代入求得p=.
∴x2=-y.
将点(2,y1)代入方程求得y1=-.
∴+|y1|=
+
=2(m),
故答案为2.
直线l:y=x+b与抛物线C:x2=4y相切于点A.
(Ⅰ)求实数b的值,及点A的坐标;
(Ⅱ)求过点B(0,-1)的抛物线C的切线方程.
正确答案
(Ⅰ)直线l:y=x+b与抛物线C:x2=4y联立,消去y,可得x2-4x-4b=0.(*)
因为直线l与抛物线C相切,所以△=(-4)2-4×(-4b)=0,解得b=-1;
代入方程(*)即为x2-4x+4=0,解得x=2,y=1,故点A(2,1).
(Ⅱ)设过点B(0,-1)的抛物线C的切线方程为y=kx-1.
与抛物线C:x2=4y联立,消去y,可得x2-4kx+4=0,
因为直线l与抛物线C相切,所以△=(-4k)2-4×4=0,解得k=±1,
所以过点B(0,-1)的抛物线C的切线方程为y=±x-1.
抛物线有光学性质:由其焦点射出的光线经抛物线反象后,沿平行于抛物线对称轴的肖向射出,反之亦然.如图所示,今有抛物线C,其顶点是坐标原点,对称辅为x轴.开口向右.一光源在点M处,由其发出一条平行于x轴的光线射向抛物线C卜的点P(4.4),经抛物线C反射后,反射光线经过焦点F后射向抛物线C上的点Q,再经抛物线C反射后又沿平行于X轴的方向射出,途中经直线l:2x-4y-17=0上点N反射后又射回点M.
(1)求抛物线C的方程;
(2)求PQ的长度;
(3)判断四边形MPQN是否为平行四边形,若是请给出证明,若不是请说明理由.
正确答案
(1)设抛物线方程为y2=2px,将P(4,4)代入可得p=2,故抛物线方程为y2=4x,…(4分)
(2)由y2=4x可得F(1,0),则直线PF方程为:y=(x-1)
即x=代入y2=4x,得y2=3y+4解得y=4或-1,
故Q的纵坐标为-l,可得Q(,-1),故|PQ|=
…(5分)
(3)四边形MPQN是平行四边形…(1分)
下面证明:先求出M的坐标,M的纵坐标为4,故设M(x0,4),
由光线性质知M关于直线的对称点M1在直线QN上,故M1(x1,-1),
则MM1中点(,
)在直线上,且MM斜率为-2,得x0+x1-6-17=0,
=-2,
解得:M(,4),
所以N(,-1)
所以MN的斜率为=
=
,与PQ斜率相等,
故MN∥PQ,又MP∥QN,故四边形MPQN是平行四边形.…(4分)
已知抛物线x2=4y的焦点为F,A、B是抛物线上的两动点,且=λ
(λ>0).过A、B两点分别作抛物线的切线,设其交点为M.
(I)证明.
为定值;
(II)设△ABM的面积为S,写出S=f(λ)的表达式,并求S的最小值.
正确答案
(1)设A(x1,y1),B(x2,y2),M(xo,yo),焦点F(0,1),准线方程为y=-1,
显然AB斜率存在且过F(0,1)
设其直线方程为y=kx+1,联立4y=x2消去y得:x2-4kx-4=0,
判别式△=16(k2+1)>0.
x1+x2=4k,x1x2=-4
于是曲线4y=x2上任意一点斜率为y'=,则易得切线AM,BM方程分别为y=(
)x1(x-x1)+y1,y=(
)x2(x-x2)+y2,其中4y1=x12,4y2=x22,联立方程易解得交点M坐标,xo=
=2k,yo=
=-1,即M(
,-1)
从而,=(
,-2),
(x2-x1,y2-y1)
•
=
(x1+x2)(x2-x1)-2(y2-y1)=
(x22-x12)-2[
(x22-x12)]=0,(定值)命题得证.
这就说明AB⊥FM.
(Ⅱ)由(Ⅰ)知在△ABM中,FM⊥AB,因而S=|AB||FM|.
|FM|==
=
=
+
.
因为|AF|、|BF|分别等于A、B到抛物线准线y=-1的距离,所以
|AB|=|AF|+|BF|=y1+y2+2=λ++2=(
+
)2.
于是S=|AB||FM|=
(
+
)3,
由+
≥2知S≥4,且当λ=1时,S取得最小值4.
对于非零的自然数n,抛物线y=(n2+n)x2-(2n+1)x+1与x轴相交于An,Bn两点,若以|AnBn|表示这两点间的距离,则|A1B1|+|A2B2|+|A3B3|+┅+|A2009B2009|的值 等于______.
正确答案
令(n2+n)x2-(2n+1)x+1=0,
得x1=,x2=
所以An(,0),Bn(
,0)
所以|AnBn|=-
,
所以|A1B1|+|A2B2|+|A3B3|+┅+|A2009B2009|
=(-
)+(
-
)+┉+(
-
)
=1-=
.
故答案为:.
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