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两条动直线 y=k1x 和 y=k2x 分别与抛物线 C:y2=2px(p>0) 相交于不同于原点的 A,B 两点,当 ΔOAB 的垂心恰是 C 的焦点时,|AB|=45.

  1. 求 p;
  2. 若 k1k2=−4, 弦 AB 中点为 P, 点 M(−2,0) 关于直线 AB 的对称点 N 在抛物线 C 上,求 ΔPMN 的面积.
解

  1. 若 ΔOAB 的垂心为焦点 F(p2,0), 则 OF⊥AB,|yA|=|yB|=25, 从而 xA=xB=10p. 由于 AF⊥OB, 故0=OB→⋅FA→=x1(x1−p2)−y12=(10p)2−5−20⇒p=2.
  2. 联立 y2=4x 与 y=k1x,y=k2x,解得 A(4k12,4k1),B(4k22,4k2), 则 AB 的横截距为xAyB−xByAyB−yA=4k12⋅4k2−4k22⋅4k14k2−4k1=−4k1k2=1.
    也即 AB 恒过 F(1,0). 由于 N,M 关于 AB 对称,故 NF=MF=3, 即 9=yN2+(xN−1)2=4xN+(xN−1)2⇒xN=2(舍去负值)
    也即 N(2,±22), 不妨设是 (2,22). 则 lMN:y=22(x+2), 而 M,N 中点为 (0,2), 故 lAB:y=−2(x−1), 与 C 联立得 x2−4x+1=0, 也即 xP=2,P(2,−2). 故由点到直线距离公式,P 到 MN 的距离为 d=23, 故 SΔPMN 的面积为 12MN⋅d=62.