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或纵坐标)之间的关系)是常用的简化问题的手段;有关弦中点的问题,常常用到“设而不求”的方法;判别式和韦达定理是解决直线与圆锥曲线问题的常用工具).
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例2.设抛物线过定点A10,且以直线x1为准线.(Ⅰ)求抛物线顶点的轨迹C的方程;(Ⅱ)若直线l与轨迹C交于不同的两点MN,且线段MN恰被直线x平分,设弦MN的垂直平分线的方程为ykxm,试求m的取值范围.讲解:(Ⅰ)设抛物线的顶点为Gxy,则其焦点为F2x1y.由抛物讲解线的定义可知:AF点A到直线x1的距离=2.所以,4x2y22.所以,抛物线顶点G的轨迹C的方程为:x2
y214
12
x≠1.
(Ⅱ)因为m是弦MN的垂直平分线与y轴交点的纵坐标,由MN所唯一确定.所以,要求m的取值范围,还应该从直线l与轨迹C相交入手.1显然,直线l与坐标轴不可能平行,所以,设直线l的方程为lyxb,k代入椭圆方程得:
4k2122bxb240xkk2
由于l与轨迹C交于不同的两点MN,所以,
4k2124b224b40,即2kk4k2k2b210
k≠0.(*)
12bk1又线段MN恰被直线x平分,所以,xMxN22×.24k12
所以,bk
4k21.233k22
代入(*)可解得:
k≠0.
下面,只需找到m与k的关系,即可求出m的取值范围.由于ykxm为
1弦MN的垂直平分线,故可考虑弦MN的中点Py0.2
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在ly
11114k21xb中,令x,可解得:y0b2k.k22k2k2k
3k1将点P2k代入ykxm,可得:m.22
所以,
3333m且m≠0.44
从以上解题过程来看,求m的取值范围,主要有两个关键步骤:一是寻求m与其它参数之间的关系,二是构造一个有关参量的不等式.从这两点出发,我们可以得到下面的另一种解法:1解法二.设弦MN的中点为Py0,则由点MN为椭圆上的点,可知:2
224xMyM4.224xNyN4
两式相减得:4xMxNxMxNyMyNyMyN0
1又由于xMxN2×12
得:k
yMyN2y0
yMyN1=,代入r
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