已知拋物線的頂點(diǎn)在坐標(biāo)原點(diǎn)O,焦點(diǎn)F在x軸正半軸上,傾斜角為銳角的直線l過(guò)F點(diǎn),設(shè)直線l與拋物線交于A、B兩點(diǎn),與拋物線的準(zhǔn)線交于M點(diǎn),
MF
FB
(λ>0)
(1)若λ=1,求直線l斜率
(2)若點(diǎn)A、B在x軸上的射影分別為A1,B1且|
B1F
|,|
OF
|,2|
A1F
|成等差數(shù)列求λ的值
(3)設(shè)已知拋物線為C1:y2=x,將其繞頂點(diǎn)按逆時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)90°變成C1′.圓C2:x2+(y-4)2=1的圓心為點(diǎn)N.已知點(diǎn)P是拋物線C1′上一點(diǎn)(異于原點(diǎn)),過(guò)點(diǎn)P作圓C2的兩條切線,交拋物線C′1于T,S,兩點(diǎn),若過(guò)N,P兩點(diǎn)的直線l垂直于TS,求直線l的方程.
分析:(1)先確定p=λ(x2-
p
2
),進(jìn)而求出B的坐標(biāo),即可求直線l的斜率;
(2)直線方程代入拋物線方程,求得A1、B1的橫坐標(biāo),根據(jù)|
B1F
|,|
OF
|,2|
A1F
|成等差數(shù)列,可得2|
OF
|=|
B1F
|+2|
A1F
|,從而可得x2-2x1=
p
2
,由此可求λ的值;
(3)設(shè)過(guò)點(diǎn)P的圓C2的切線方程,可得PS,PT的斜率是方程的兩根,利用韋達(dá)定理及向量的數(shù)量積,即可得到結(jié)論.
解答:解:依題意設(shè)拋物線方程為y2=2px(p>0),A(x1,y1),B(x2,y2),直線l的斜率為k,k>0,M的縱坐標(biāo)為y0,
則F(
p
2
,0)準(zhǔn)線方程為x=-
p
2

直線l的方程為y=k(x-
p
2
),M(-
p
2
,y0),y2>0
MF
FB
,∴(p,-y0)=λ(x2-
p
2
,y0),故p=λ(x2-
p
2

(1)若λ=1,由p=λ(x2-
p
2
),y22=2px2,y2>0,得x2=
3p
2
,y2=
3
p,
∴B(
3p
2
,
3
p)
∴直線l的斜率k=
3
p
3p
2
-
p
2
=
3

(2)直線l的方程代入y2=2px,消去y,可得k2x2-(k2p+2p)x+
k2p2
4
=0,則x1x2=
p2
4

x2=
p
λ
+
p
2
,∴x1=
p2
4x2
=
λp
2λ+4

∵|
B1F
|,|
OF
|,2|
A1F
|成等差數(shù)列
∴2|
OF
|=|
B1F
|+2|
A1F
|,
(x2-
p
2
)+2(
p
2
-x1)=p

∴x2-2x1=
p
2

x2=
p
λ
+
p
2
x1=
λp
2λ+4
代入上式得
1
λ
=
λ
λ+2
,∴λ=2;
(3)設(shè)P(x0,x02),S(x1,x12),T(x2,x22),由題意得x0≠0,x0≠±1,x1≠x2
設(shè)過(guò)點(diǎn)P的圓C2的切線方程為y-x02=k(x-x0),即y=kx-kx0+x02.①
|kx0+4-x02|
1+k2
=1,
即(x02-1)k2+2x0(4-x02)k+(x02-4)2-1=0.
設(shè)PS,PT的斜率為k1,k2(k1≠k2),則k1,k2是上述方程的兩根,所以
k1+k2=
2x0(x02-4)
x02-1
,k1k2=
(x02-4)2-1
x02-1

將①代入y=x2,得x2-kx+kx0-x02=0,
由于x0是此方程的根,故x1=k1-x0,x2=k2-x0,
所以kST=
x12-x22
x1-x2
=x1+x2=k1+k2-2x0=
2x0(x02-4)
x02-1
-2x0,kNP=
x02-4
x0

由MP⊥AB,得kNP•kST=[
2x0(x02-4)
x02-1
-2x0]•
x02-4
x0
=-1,解得x02=
23
5

即點(diǎn)P的坐標(biāo)為(±
23
5
,
23
5
),所以直線l的方程為y=±
3
115
115
x+4
點(diǎn)評(píng):本題考查直線與拋物線的位置關(guān)系,考查等差數(shù)列的性質(zhì),考查學(xué)生分析解決問(wèn)題的能力,屬于中檔題.
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