题目
已知曲线C上任意一点到 , 距离之和为 , 抛物线E:的焦点是点.
(1)
求曲线C和抛物线E的方程;
(2)
点是曲线C上的任意一点,过点Q分别作抛物线E的两条切线,切点分别为M,N,求的面积的取值范围.
答案: 解:依题意,曲线C是以F1(−1,0),F2(1,0)为左右焦点,长轴长为433的椭圆,则短半轴长b有b2=(23)2−12=13,曲线C的方程为:x243+y213=1,即3x24+3y2=1,在y2=2px中,p2=1,即p=2,所以曲线C的方程为:3x24+3y2=1,抛物线E的方程为:y2=4x.
解:显然,过点Q的抛物线E的切线斜率存在且不为0,设切线方程为:y−y0=k(x−x0),由{y−y0=k(x−x0)y2=4x消去x并整理得:k4⋅y2−y+y0−kx0=0,依题意,Δ=1−k(y0−kx0)=x0k2−y0k+1=0,设二切线斜率为k1,k2,则k1+k2=y0x0,k1k2=1x0,设斜率为k1的切线所对切点M(x1,y1),斜率为k2的切线所对切点N(x2,y2),因此,y1=2k1,y2=2k2,于是得M(1k12,2k1),N(1k22,2k2),NM→=(1k12−1k22,2k1−2k2),直线MN上任意点P(x,y),MP→=(x−1k12,y−2k1),由MP→//NM→得:(2k1−2k2)(x−1k12)−(1k12−1k22)(y−2k1)=0,化简整理得:2x−k1+k2k1k2y+2k1k2=0,则直线MN的方程为:2x−y0y+2x0=0,点Q到直线MN的距离d=|4x0−y02|4+y02,|MN|=(1k12−1k22)2+(2k1−2k2)2=(1k1−1k2)2[(1k1+1k2)2+4=[(k1+k2k1k2)2−4k1k2][(k1+k2k1k2)2+4]=(y02−4x0)(y02+4),则△QMN的面积S△QMN=12|MN|⋅d=12⋅(y02−4x0)(y02+4)⋅|4x0−y02|4+y02=12(y02−4x0)32,而点Q(x0,y0)(x0<0)在曲线C上,即y02=13−14x02,−23≤x0<0,y02−4x0=−14x02−4x0+13在x0∈[−23,0)上单调递减,当x0=0时,(y02−4x0)min=13,当x0=−23时,(y02−4x0)max=83,于是有13<y02−4x0≤83,则39<(y02−4x0)32≤161243,有318<S△QMN≤81243所以△QMN的面积的取值范围是(318,81243].