问题 解答题
已知抛物线C:x2=ay(a>0),斜率为k的直线l经过抛物线的焦点F,交抛物线于A,B两点,且抛物线上一点M(2
2
 , m) (m>1)
到点F的距离是3.
(Ⅰ)求a的值;
(Ⅱ)若k>0,且
AF
=3
FB
,求k的值.
(Ⅲ)过A,B两点分别作抛物线的切线,这两条切线的交点为点Q,求证:
AB
 • 
FQ
=0
答案

(Ⅰ)因为点M(2

2
 ,m)在抛物线C:x2=ay(a>0)上,所以am=8.

因为点M( 2

2
,m)到抛物线的焦点F的距离是3,所以点M( 2
2
,m)
到抛物线的准线y=-
a
4
的距离是3,

所以m+

a
4
=3.

所以

8
a
+
a
4
=3.

所以a=4,或a=8.…..(3分)

因为m>1,所以a=4…(4分)

(Ⅱ)由(Ⅰ)知x2=4y.

因为直线l经过点T(0,1),

AF
=3
FB
,所以直线l的斜率一定存在,

设直线l的斜率是k,所以直线l的方程是y=kx+1,即kx-y+1=0.

联立方程组

kx-y+1=0 
x2=4y 
消去y,得x2-4kx-4=0.…..(5分)

所以x1,2=

4k±
16k2+16
2
=2k±2
k2+1

因为

AF
=3
FB
,且k>0,所以2k+2
k2+1
=3•(2
k2+1
-2k)
.…..(7分)

所以

k2+1
=2k,所以k2=
1
3

因为k>0,所以k=

3
3

所以k的值是

3
3
.…..(8分)

(Ⅲ)证明:由(Ⅱ)知,方程组

kx-y+1=0 
x2=4y 
得x2-4kx-4=0.

设A(x1,y1),B(x2,y2),所以x1+x2=4k,x1x2=-4

AB
=(x2-x1y2-y1)=(x2-x1,k(x2-x1)).…..(9分)

由x2=4y,所以y=

1
4
x2,所以y′=
1
2
x

所以切线QA的方程是y-y1=

1
2
x1(x-x1),切线QB的方程是y-y2=
1
2
x2(x-x2)
.…..(11分)

所以点Q的坐标是(

x1+x2
2
x1x2
4
),即(2k,-1),所以
FQ
=(2k,-2)

因为

AB
=(x2-x1,k(x2-x1))

所以

AB
FQ
=0.…..(14分)

选择题
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