问题 解答题

已知抛物线y2=2px(p>0)的焦点为F,点P是抛物线上的一点,且其纵坐标为4,|PF|=4.

(Ⅰ)求抛物线的方程;

(Ⅱ) 设点A(x1,y1),B(x2,y2)(yi≤0,i=1,2)是抛物线上的两点,∠APB的角平分线与x轴垂直,求△PAB的面积最大时直线AB的方程.

答案

(I)∵|PF|=4,∴xP+

P
2
=4,

∴P点的坐标是(4-

P
2
,4),

∴有16=2P(4-

P
2
)⇒P=4,

∴抛物线方程是y2=8x.

(II)由(I)知点P的坐标为(2,4),

∵∠APB的角平分线与x轴垂直,∴PA、PB的倾斜角互补,即PA、PB的斜率互为相反数,

设PA的斜率为k,则PA:y-4=k(x-2),k≠0

y2=8x
y-4=k(x-2)
y2-
8
k
y-16+
32
k
=0
,方程的解为4、y1

由韦达定理得:y1+4=

8
k
,即y1=
8
k
-4,同理y2=-
8
k
-4,

kAB=

y1-y2
x1-x2
=
8
y1+y2
=-1,

设AB:y=-x+b,

y2=8x
y=-x+b
⇒y2+8y-8b=0,

由韦达定理得:y1+y2=-8,y1y2=-8b,

|AB|=

1+1
|y1-y2|=8
b+2
,点P到直线AB的距离d=
|6-b|
2

S△ABP=2

2
×
(b+2)(6-b)2
,设b+2=t

则(b+2)(b2-12b+36)=t3-32t-64-(3t-8)(t-8),

∵△=64+32b>0⇒b>-2,y1•y2=-8b≥0⇒b≤0,∴-2<b≤0,

设t=b+2∈(0,2],

则(b+2)(b2-12b+36)=t3-16t2+64t=f(t),

f(t)=3t2-32t-64=(3t-8)(t-8),

由t∈(0,2]知f(t)>0,∴f(t)在(0,2]上为增函数,

∴f(t)最大=f(2)=72,

∴△PAB的面积的最大值为2

2
×
72
=24,

此时b=0,直线AB的方程为x+y=0.

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