Question

如圖，設(shè)拋物線方程為x²=2py（p＞0），M為直線l：y=-2p上任意一點(diǎn)，過(guò)M引拋物線的切線，切點(diǎn)分別為A、B．
（1）設(shè)拋物線上一點(diǎn)P到直線l的距離為d，F(xiàn)為焦點(diǎn)，當(dāng)d-|PF|=

3

2

時(shí)，求拋物線方程；
（2）若M（2，-2），求線段AB的長(zhǎng)；
（3）求M到直線AB的距離的最小值．

Answer 1

分析：（1）根據(jù)d-|PF|=

3

2

，得y_P+2p-（y_P+

p

2

）=

3p

2

=

3

2

，由此可求拋物線方程；
（2）求出拋物線方程與過(guò)M點(diǎn)的直線為y=k（x-2）-2聯(lián)立，利用直線與拋物線相切，可求得x_B-x_A=4

2

，x_B+x_A=4．根據(jù)A、B在拋物線上，可求y_B-y_A，從而可求線段AB的長(zhǎng)；
（3）設(shè)M（m，-2p），過(guò)M點(diǎn)的直線與拋物線聯(lián)立，利用直線與拋物線相切，可得x₁-x₂=p（k₁-k₂），y₁-y₂=

x 2 1 - x 2 2

2p

=

(x1-x2)(x1+x2)

2p

=

p2(k1-k2)(k1+k2)

2p

，從而可得直線AB的方程，利用點(diǎn)到直線的距離公式求得點(diǎn)M到AB的距離，利用基本不等式，即可求M到直線AB的距離的最小值．

解答：解：（1）由d-|PF|=

3

2

，得y_P+2p-（y_P+

p

2

）=

3p

2

=

3

2

，∴p=1，
∴拋物線方程為x²=2y．
（2）M（2，-2）在直線y=-2p上，∴-2=-2p，解得p=1，
∴拋物線方程為x²=2y，
設(shè)過(guò)M點(diǎn)的直線為y=k（x-2）-2，聯(lián)立：

y=k(x-2)-2 x2=2y

，消去y，得

x2

2

=kx-2k-2
即x²-2kx+4（k+1）=0（*），
∵直線與拋物線相切，∴△=0，即4k²-16（k+1）=0
∴k²-4k-4=0，∴k=2±2

2

，此時(shí)，方程（*）有等根x=k，
∴x_B=2+2

2

，x_A=2-2

2

，
∴x_B-x_A=4

2

，x_B+x_A=4．
∵A、B在拋物線上，
∴y_B-y_A=

x 2 B - x 2 A

2

=

(xB+xA)(xB-xA)

2

=8

2

∴|AB|=

(xB-xA)2+(yB-yA)2

=

32+128

=4

10

．
（3）設(shè)M（m，-2p），過(guò)M點(diǎn)的直線為L(zhǎng)：y=k（x-m）-2p，聯(lián)立：

y=k(x-m)-2p x2=2py

，消去y，得

x2

2p

=kx-km-2p，
∴x²-2kpx+2p（km+2p）=0①，
∵直線與拋物線相切，∴△=0
∴4k²p²-8p（km+2p）=0，∴pk²-2mk-4p=0②，此時(shí)方程①有等根x=kp，
令A(yù)（x₁，y₁），B（x₂，y₂），則x₁-x₂=p（k₁-k₂），y₁-y₂=

x 2 1 - x 2 2

2p

=

(x1-x2)(x1+x2)

2p

=

p2(k1-k2)(k1+k2)

2p

，
∴AB的斜率k′=

y1-y2

x1-x2

=

k1+k2

2

，
由②，根據(jù)韋達(dá)定理可得k1+k2=

2m

p

，∴k′=

m

p

，
∴直線AB的方程為y-y1=

m

p

(x-x1)，
∴y-

k 2 1 p2

2p

=

m

p

(x-k1p)
∴化簡(jiǎn)可得2py-

k

2 1

p2=2mx-2mk1p，
∴2mx-2py+p(p

k

2 1

-2mk1)=0，
由②pk²-2mk-4p=0，∴p

k

2 1

-2mk1=4p，
∴AB方程化為：2mx-2py+4p²=0，
∴點(diǎn)M到AB的距離d=

|2m•m-2p(-2p)+4p2|

4m2+4p2

=

|2m2+8p2|

4m2+4p2

=

(m2+p2)+3p2

m2+p2

=

m2+p2

+

3p2

m2+p2

≥2

3p2

=2

3

p，
當(dāng)且僅當(dāng)

m2+p2

=

3p2

m2+p2

，即m²+p²=3p²，
∴m=±

2

p時(shí)，上式等號(hào)成立，
∴M到直線AB的距離的最小值為2

3

p．

點(diǎn)評(píng)：本題考查拋物線的標(biāo)準(zhǔn)方程，考查直線與拋物線的位置關(guān)系，考查點(diǎn)到直線的距離公式，考查基本不等式的運(yùn)用，綜合性強(qiáng)．