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=-
,所以m=8m 4
所以抛物线C的方程为y2=8x.
(2)由
消去x得ky2-8y+16k=0(k≠0)△=64(1-k2)>0∴0<k2<1kx-y+2k=0 y2=8x
∴
=y1+y2 2
,4 k
=x1+x2 2 2(2-k2) k2
∴AB的中垂线方程为y-
=-4 k
[x-1 k
],令y=0得p=x=4+2(2-k2) k2
=2(2-k2) k2
+2∵4 k2
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-
=-2∴x-a2 c
=-2即y2=4(x-2)(x>2)(x-2)2+y2 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-
=-2a2 c
即∴x-
=-2化简得2x2-4x+y2=0(2-x)2+y2 2-x
即2(x-1)2+y2=2(0<x<2,y≠0)