本题导读

本题考查抛物线。核心在于导数法、待定系数法的灵活运用。

📌【题干】

Question

(2013年辽宁卷(理)) 如图,抛物线 , ().点 在抛物线 上,过 作 的切线,切点为 ( 为原点 时, 重合于 ).当 时,切线 的斜率为 .

(I)求 的值;

(II)当 在 上运动时,求线段 中点 的轨迹方程( 重合于 时,中点为 ).

🔍【思路分析】

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  1. 第一问(求 ):
    • 将抛物线 转化为函数 ,求导得 。
    • 根据已知斜率 求出切点 的横坐标,进而得到 点坐标。
    • 写出切线 的方程,将点 的横坐标代入求出 。
    • 将 代入 的方程解出 。
  2. 第二问(求轨迹):
    • 设 ,根据切线理论,点 实际上是切点 处切线的交点。
    • 利用导数写出 处的切线方程,联立求得交点 的坐标关于 的表达式。
    • 设中点 ,由中点坐标公式建立 与 的关系。
    • 利用 在 上这一条件,通过整体代入法消去参数 ,得到 与 的关系式。

✅【答案】

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即

✍【详细解析】

Abstract

(I)解: 由 可得 ,求导得 。 设切点 的横坐标为 ,则 ,解得 。 代入 得 ,即 。 切线 的方程为:,即 。 又点 在切线上,代入得: 。 因为点 在 上,代入得: 解得 。

(II)解: 设 , 为 中点。 由中点公式得:,。 由(I)可知,抛物线 上任意一点 处的切线方程为 ,即 。 联立 两点处的切线: 解得切线交点 坐标为:。 观察可知 。 又 。 即 。 由(I)知 ,故 在 上,代入得: 整理得线段 中点 的轨迹方程为:。

💡【考点归纳与避坑指南】

Danger

核心考点:抛物线切线方程的推导(切点弦结论的逆用);中点轨迹问题的代入消参。

核心方法:对于圆锥曲线的切线问题,利用导数工具求斜率是最快捷的方法。

避坑指南:在第二问中,要注意建立 两点坐标之间的转换关系。 与 是相等的,而 与 的关系需要利用完全平方公式进行转化。

📖【试题探源与推广】

Tip

试题探源:阿基米德三角形性质(抛物线切线交点与中点的连线垂直于准线等)。

结论推广:对于抛物线 ,过点 的切点弦 方程为 。

方法推广:轨迹问题中,如果动点随另一个动点(相关点)运动,通常设出两个动点坐标,寻找坐标间的映射关系,代入已知曲线方程即可。

🔗【关联脉络】

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