问题
解答题
已知抛物线C:y=x2+4x+
(Ⅰ)若C在点M的法线的斜率为-
(Ⅱ)设P(-2,a)为C对称轴上的一点,在C上是否存在点,使得C在该点的法线通过点P?若有,求出这些点,以及C在这些点的法线方程;若没有,请说明理由. |
答案
(Ⅰ)由题意知,M处的切线的斜率k=
=2,-1 - 1 2
∵y′=2x+4,
∴2x0+4=2,解得x0=-1,
将x0=-1代入y=x2+4x+
中,解得y0=7 2
,1 2
∴M(-1,
);1 2
(Ⅱ)设 M(x0,y0)为C上一点,
①若x0=-2,则C上点M(-2,-
)处的切线斜率 k=0,过点M(-2,-1 2
) 的法线方程为x=-2,此法线过点P(-2,a);1 2
②若 x0≠-2,则过点 M(x0,y0)的法线方程为:y-y0=-
(x-x0) ①1 2x0+4
若法线过P(-2,a),则 a-y0=-
(-2-x0),即(x0+2)2=a ②1 2x0+4
若a>0,则x0=-2±
,从而y0=a
,将上式代入①,2a-1 2
化简得:x+2
y+2-2aa
=0或x-2a
y+2+2aa
=0,a
若a=0与x0≠-2矛盾,若a<0,则②式无解.
综上,当a>0时,在C上有三个点(-2+
,a
),(-2-2a-1 2
,a
)及2a-1 2
(-2,-
),在这三点的法线过点P(-2,a),其方程分别为:1 2
x+2
y+2-2aa
=0,x-2a
y+2+2aa
=0,x=-2.a
当a≤0时,在C上有一个点(-2,-
),在这点的法线过点P(-2,a),其方程为:x=-2.1 2