问题 解答题

设抛物线C:x2=2py(p>0),过它的焦点F且斜率为1的直线与抛物线C相交于A,B两点,已知|AB|=2.

(1)求抛物线C的方程;

(2)已知t是一个负实数,P是直线y=t上一点,过P作直线l1与l2,使l1⊥l2,若对任意的点P,总存在这样的直线l1与l2,使l1,l2与抛物线均有公共点,求t的取值范围.

答案

(1)设A(x1,y1),B(x2,y2),则|AB|=

1+k2
|x1-x2|=
1+k2
(x1+x2)2-4x1x2

由题意知,抛物线的焦点F为(0,

p
2
),则直线AB的方程为y-
p
2
=1×(x-0)
,即为y=x+
p
2

联立抛物线方程得到

y=x+
p
2
x2=2py(p>0)
整理得x2-2px-p2=0(p>0),则
x1+x2=2p
x1x2=-p2

故|AB|=

1+k2
(2p)2-4•(-p2)
=
2
•2
2
p=4p=2,解得p=
1
2

故抛物线C的方程为:x2=y;

(2)由(1)知抛物线C的方程为:x2=y,如图示,设C(xCxC2),P(0,t),

由题意知,只需使过点P(0,t)的抛物线x2=y的切线PC的垂线PD与该抛物线有交点即可,

将抛物线的方程改写为y=x2,求导得y =2x

所以过点C的切线PC的斜率是2xC=

xC2-t
xC
,即xC2=-t

由于直线PD与切线PC垂直,故直线PD的斜率为-

1
2xC

则直线PD的方程为:y-t=-

1
2xC
x,即是y=-
1
2xC
x+t

联立抛物线的方程y=x2得到x2+

1
2xC
x-t=0

由于PD与该抛物线有交点,则△=(

1
2xC
)2+4t≥0,即
1
-4t
+4t≥0
(t<0)

解得 -

1
4
≤t<0,则t的取值范围为{t|-
1
4
≤t<0
}.

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