已知抛物线C:x2=2py(p>0)上一点A(a,4)到其准线的距离为.
(Ⅰ)求p与a的值;
(Ⅱ)设抛物线C上动点P的横坐标为t(0<t<2),过点P的直线交C于另一点Q,交x轴于M点(直线PQ的斜率记作k).过点Q作PQ的垂线交C于另一点N.若MN恰好是C的切线,问k2+tk-2t2是否为定值?若是,求出该定值;若不是,说明理由.
网友回答
解:(I)可得抛物线的准线方程为,由题意可得,解得.
∴抛物线的方程为x2=y.把点A(a,4)代人此方程得a2=4,解得a=±2.
∴a=±2,.
(II)由题意可知:过点P(t,t2)的直线PQ的斜率k不为0,则直线PQ:y-t2=k(x-t),
当y=0时,,∴M.
联立消去y得(x-t)[x-(k-t)]=0,
解得x=t,或x=k-t.∴Q(k-t,(k-t)2),
∵QN⊥QP,∴,∴直线NQ:,
联立,消去y化为,解得x=k-t,或.
∴N,∴抛物线在点N处的切线的斜率为=,
另一方面kMN=,
∴,
∵,∴,化为k2+tk-2t2=-1为定值.
解析分析:(I)利用抛物线的定义和点在抛物线上满足的条件即可得出;(II)由题意可知:过点P(t,t2)的直线PQ的斜率k不为0,则直线PQ:y-t2=k(x-t),即可求出点M的坐标,把直线PQ的方程与抛物线的方程联立即可得出点Q的坐标.由QN⊥QP,即可得出直线QN的方程,与抛物线方程联立即可得出点N的坐标,利用导数和斜率的计算公式即可得出直线MN两种形式的斜率,化简即可证明结论.
点评:熟练掌握抛物线的定义及其性质、直线与抛物线相交问题转化为方程联立即可得到交点的坐标、导数的几何意义与切线的斜率关系、斜率的计算公式设解题的关键.