項敬磊
直線與拋物線的位置關(guān)系問題,看似簡單,卻變化萬千。讓我們從一個簡單的例題談起。
引例:過定點P(O,2)作直線l,使直線l與拋物線y2=4x有且只有一個公共點,這樣的直線l共有____條。
分析:利用數(shù)形結(jié)合便可找到答案。
解:如圖1,過點P與拋物線y2=4x僅有一個公共點的直線有3條:2條切F線、1條與x軸平行的直線。
故答案為3。
評注:直線與拋物線只有一個公共點時,要考慮相圖1交于一點的情況,不要漏掉。
變式1:直線l:y=x-1與拋物線y2=4x是否相交?如果相交,試求兩交點之間的距離。
分析:可聯(lián)立直線方程與拋物線方程,消去y后得到一個關(guān)于x的一元二次方程,通過考查判別式△的正負(fù)來判斷它們的位置關(guān)系。而對于本題,由于直線l:y=x-1過拋物線y2=4x的焦點(1,0),故直線l與拋物線必相交。
解:因為直線l:y=x-1過拋物線y2=4x的焦點F(1,0),所以直線l與拋物線必相交。
評注:在拋物線中過焦點的弦稱為“焦點弦”。拋物線的定義本身也是拋物線最本質(zhì)的性質(zhì),在求焦點弦長時起著至關(guān)重要的作用。
變式2:若直線l:y=kx-2交拋物線y2=8x于A、B兩點,且AB的中點為M(2,y0),求y0及弦AB的長。
分析:對A,B兩點坐標(biāo)設(shè)而不求,進而利用韋達(dá)定理和弦長公式
評注:拋物線弦的中點坐標(biāo)和方程的兩根之和的密切聯(lián)系是解決中點弦問題的關(guān)鍵,方程思想也是解析幾何的核心思想。
變式3:(1)已知拋物線C的頂點在坐標(biāo)原點,焦點為F(1,0),直線l與拋物線C相交于A、B兩點。若AB的中點為(2,2),則直線l的方程為
(2)過拋物線y2=x上的點A(4,2)作傾角互補的兩條直線AB、AC,交拋物線于B、C,則直線BC的斜率為_
分析:(1)直線l過點(2,2),故要求直線直線l的方程,只需求直線l的斜率。又(2,2)是弦AB的中點,故宜采用點差法。(2)本小題雖未涉及弦的中點,但A,B,C三點都在拋物線上,并探究的是三條弦的斜率關(guān)系,故也宜采用點差法。
解:(1)因為拋物線C的頂點在坐標(biāo)原點,焦點為F(1,0),所以=1,拋物線的方
程為y2=4x0
所以直線l的斜率為1,且過點(2,2),直線方程為y-2=x-2,即y=x。
①③兩式作差整理得:
②③兩式作差整理得
又因為kAC=-kAB,所以整理得y1+y2=-4。
代入④,即得到直線BC的斜率為
評注:在拋物線y2=2mx(m≠0)中,若直線l與拋物線相交于M、N兩點,點P(x0,y0)是弦MN的中點,弦MN所在的直線l的斜率為kMN,則kMN·y0=m。利用這個結(jié)論解有關(guān)問題,可以大大減少運算量。