Question

已知拋物線(xiàn)的頂點(diǎn)在原點(diǎn)，焦點(diǎn)在y軸的負(fù)半軸上，過(guò)其上一點(diǎn)P（x₀，y₀）（x₀≠0）的切線(xiàn)方程為y-y₀=2ax₀（x-x₀）（a為常數(shù)）．
（I）求拋物線(xiàn)方程；
（II）斜率為k₁的直線(xiàn)PA與拋物線(xiàn)的另一交點(diǎn)為A，斜率為k₂的直線(xiàn)PB與拋物線(xiàn)的另一交點(diǎn)為B（A、B兩點(diǎn)不同），且滿(mǎn)足k₂+λk₁=0（λ≠0，λ≠-1），若

BM

=λ

MA

，求證線(xiàn)段PM的中點(diǎn)在y軸上；
（III）在（II）的條件下，當(dāng)λ=1，k₁＜0時(shí)，若P的坐標(biāo)為（1，-1），求∠PAB為鈍角時(shí)點(diǎn)A的縱坐標(biāo)的取值范圍．

Answer 1

分析：（I）設(shè)出拋物線(xiàn)的標(biāo)準(zhǔn)方程，利用過(guò)點(diǎn)P的切線(xiàn)方程求得p，則橢圓的方程可得．
（II）把直線(xiàn)PA的方程與拋物線(xiàn)的方程聯(lián)立消去y，分別表示出x_A和x_B，根據(jù)k₂+λk₁=0和

BM

=λ

MA

，求得x_M=-x₀．進(jìn)而推斷出線(xiàn)段PM的中點(diǎn)在y軸上．
（III）利用λ的值和P的坐標(biāo)求得a，進(jìn)而表示出A，B的坐標(biāo)，求得

AP

和

AB

的表達(dá)式，根據(jù)∠PAB為鈍角，且P，A，B不共線(xiàn)，判斷出

AP

•

AB

＜0．求得關(guān)于k₁的不等式，求得k₁的范圍，進(jìn)而求得點(diǎn)A的縱坐標(biāo)范圍，最后∠PAB為鈍角時(shí)點(diǎn)A的坐標(biāo)的取值范圍．

解答：解：（I）由題意可設(shè)拋物線(xiàn)的方程為x²=-2py（p＞0），
由過(guò)點(diǎn)p（x₀，y₀）（x₀≠0）的切線(xiàn)方程為y-y₀=2ax₀（x-x₀），得
∴y′|x=x0=-

x0

p

=2ax0，
因此p=-

1

2a

．
∴拋物線(xiàn)的方程為y=ax²（a＜0）．
（II）直線(xiàn)PA的方程為y-y₀=k₁（x-x₀），

y=ax2 y-y0=k1(x-x0).

'
∴ax²-k₁x+k₁x₀-y₀=0，∴xA+x0=

k1

a

，xA=

k1

a

-x0．
同理，可得xB=

k2

a

-x0．
∵k₂+λk₁=0，∴k₂=-λk₁，xB=-

λk1

a

-x0．
又

BM

=λ

MA

(λ≠0，λ≠-1)，
∴x_M-x_B=λ（x_A-x_M），xM=

λxA+xB

1+λ

=-x0．
∴線(xiàn)段PM的中點(diǎn)在y軸上．
（III）由λ=1，P（1，-1），可知a=-1．
∴A（-k₁-1，-（k₁+1）²），B（k₁-1，-（k₁-1）²）．
∴

AP

=(2+k1，

k

2 1

+2k1)，

AB

=(2k1，4k1)．
∵∠PAB為鈍角，且P，A，B不共線(xiàn)，
∴

AP

•

AB

＜0．
即（2+k₁）•2k₁+（k₁²+2k₁）•4k₁＜0．
∴k₁（2k₁²+5k₁+2）＜0．
∵k₁＜0，
∴2k₁²+5k₁+2＞0．
∴k1＜-2，  或-

1

2

＜k1＜0．
又∵點(diǎn)A的縱坐標(biāo)y_A=-（k₁+1）²，
∴當(dāng)k₁＜-2時(shí)，y_A＜-1；
當(dāng)-

1

2

＜k₁＜0時(shí)，-1＜y_A＜-

1

4

．
∴∠PAB為鈍角時(shí)點(diǎn)A的坐標(biāo)的取值范圍為(-∞，-1)∪(-1，-

1

4

)．

點(diǎn)評(píng)：本題主要考查了直線(xiàn)與圓錐曲線(xiàn)的綜合問(wèn)題．解這種類(lèi)型的題要充分發(fā)揮判別式和韋達(dá)定理在解題中的作用．