Question

已知過點(diǎn)P（0，-1）的直線l與拋物線x²=4y相交于A（x₁，y₁）、B（x₂，y₂）兩點(diǎn)，l₁、l₂分別是拋物線x²=4y在A、B兩點(diǎn)處的切線，M、N分別是l₁、l₂與直線y=-1的交點(diǎn)．
（1）求直線l的斜率的取值范圍；
（2）試比較|PM|與|PN|的大小，并說明理由．

Answer 1

解：（1）依題意，直線l的斜率存在，設(shè)直線l的方程為y=kx-1．
由方程，消去y得x²-4kx+4=0． ①
∵直線l與拋物線x²=4y相交于A，B兩點(diǎn)，
∴△=16k²-16＞0，解得k＞1或k＜-1．
故直線l斜率的取值范圍為（-∞，-1）∪（1，+∞）．
（2）可以斷定|PM|=|PN|．
解法1：∵x₁，x₂是方程①的兩實(shí)根，
∴，∴x₁≠0，x₂≠0．
∵，∴．
∵，∴切線l₁的方程為．
令y=-1，得點(diǎn)M的坐標(biāo)為．
∴．
同理，可得．
∵（x₁≠x₂）．
故|PM|=|PN|．
解法2：∵x₁，x₂是方程①的兩實(shí)根，
∴，∴x₁≠0，x₂≠0．
∵，∴．
∵，
∴切線l₁的方程為．
令y=-1，得點(diǎn)M的坐標(biāo)為．
同理可得點(diǎn)N的坐標(biāo)為．
∵．
∴點(diǎn)P是線段MN的中點(diǎn)．
故|PM|=|PN|．
分析：（1）設(shè)出直線方程，代入拋物線方程，利用△＞0，可得直線l斜率的取值范圍；
（2）確定M，N的坐標(biāo)，解法一可求|PM|、|PN|，進(jìn)而可得結(jié)論；解法二，利用點(diǎn)P是線段MN的中點(diǎn)，即可得到結(jié)論．
點(diǎn)評(píng)：本小題主要考查直線與圓錐曲線等基礎(chǔ)知識(shí)，考查數(shù)形結(jié)合的數(shù)學(xué)思想方法，以及推理論證能力、運(yùn)算求解能力．