问题 解答题

已知抛物线C:y2=mx(m≠0)的准线与直线l:kx-y+2k=0(k≠0)的交点M在x轴上,l与C交于不同的两点A、B,线段AB的垂直平分线交x轴于点N(p,0).

(1)求抛物线C的方程;

(2)求实数p的取值范围;

(3)若C的焦点和准线为椭圆Q的一个焦点和一条准线,试求Q的短轴的端点的轨迹方程.

答案

解(1)因为点M在x轴上,令y=0代入l:kx-y+2k=0(k≠0),解得x=-2,

所以M(-2,0),所以抛物线C:y2=mx(m≠0)的准线为x=-2=-

m
4
,所以m=8

所以抛物线C的方程为y2=8x.

(2)由

kx-y+2k=0
y2=8x
消去x得ky2-8y+16k=0(k≠0)△=64(1-k2)>0∴0<k2<1

y1+y2
2
=
4
k
x1+x2
2
=
2(2-k2)
k2

∴AB的中垂线方程为y-

4
k
=-
1
k
[x-
2(2-k2)
k2
],令y=0得p=x=4+
2(2-k2)
k2
=
4
k2
+2∵

0<k2<1∴p∈(6,+∞)

(3)∵抛物线焦点F(2,0),准线x=-2

∴x=-2是Q的左准线

设Q的中心为O′(x,0),则短轴端点为(x,±y)

(i)若F为左焦点,则c=x-2>0,b=|y|

∴a2=b2+c2=(x-2)2+y2

依左准线方程有x-

a2
c
=-2∴x-
(x-2)2+y2
x-2
=-2即y2=4(x-2)(x>2)

(ii)若F为右焦点,则0<x<2,故c=2-x,b=|y|

∴a2=b2+c2=(2-x)2+y2依左准线方程有x-

a2
c
=-2

即∴x-

(2-x)2+y2
2-x
=-2化简得2x2-4x+y2=0

即2(x-1)2+y2=2(0<x<2,y≠0)

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