已知F为抛物线y2=4x的焦点,定点M的坐标为(a,0)(a为常数,a>0且a≠1),过点F作斜率为k(k>0)的直线与

1个回答

  • 解题思路:(Ⅰ)将直线AB的方程y=k(x-1)代入y2=4x,利用韦达定理,确定C,D的坐标,利用点差法,即可求直线CD的斜率;

    (Ⅱ) 求出|AB|,点M到直线AB的距离,可得面积,进而可求△MCD的面积的取值范围.

    (Ⅰ) 将直线AB的方程y=k(x-1)代入y2=4x,可得ky2-4y-4k=0,并且△=16(1+k2)>0恒成立.

    若设A(x1,y1),B(x2,y2),则y1+y2=

    4

    k, y1y2=-4.①

    又设C(x3,y3),D(x4,y4),由A、M、C三点共线可得

    y1

    x1-a=

    y3

    x3-a⇒y1x3-y3x1=a(y1-y3)

    将x3=

    y23

    4, x4=

    y24

    4代入上式可得(y1-y3)(a+

    y1y3

    4)=0.

    又因为y1≠y3,所以a+

    y1y3

    4=0.即知y3=-

    4a

    y1,

    同理可得y4=-

    4a

    y2.

    联系①式可得y3+y4=-4a(

    1

    y1+

    1

    y2)=

    4a

    k,y3y4=

    16a2

    y1y2=-4a2②

    设直线CD的斜率为m,由

    y23=4x3,

    y24=4x4

    两式相减可得,m=

    y3-y4

    x3-x4=

    4

    y3+y4=

    k

    a

    特别地,当k=1时,m=

    1

    a.…(6分)

    (Ⅱ) |AB|=

    (x1-x2)2+(y1-y2)2=

    1+

    1

    k2|y1-y2|=

    1+

    1

    k2•

    16+16k2

    |k|,

    点M到直线AB的距离d=

    |k(a-1)|

    1+k2,

    故△MAB的面积为S△MAB=

    1

    2•|AB|•d=

    1

    2•

    1+

    1

    k2•

    16+16k2

    |k|•

    |k(a-1)|

    1+k2=2|a-1|•

    1+

    1

    k2.

    注意到

    S△MCD

    S△MAB=

    1

    2•|MC|•|MD|•sin∠CMD

    1

    2•|MA|•|MB|•sin∠AMB=

    |MC|

    |MA|•

    |MD|

    |MB|=

    |y3y4|

    |y1y2|=

    16a2

    y21

    y22=a2,

    所以S△MCD=a2•S△MAB=2a2|a-1|•

    1+

    1

    k2.

    因为

    1+

    1

    k2∈(1,+∞),所以△MCD的面积的取值范围是(2a2|a-1|,+∞).…(15分)

    点评:

    本题考点: 抛物线的简单性质.

    考点点评: 本题主要考查抛物线的几何性质,直线与抛物线的位置关系等基础知识,同时考查解析几何的基本思想方法和运算求解能力.