求过抛物线y=ax2+bx+c(a≠0)上一点P(x,y)处的切线方程,并由此证实抛物线的光学性质.
【答案】
分析:为求斜率,先求导函数,得到切线方程,根据抛物线焦点:F(
,
),它关于切线的对称点之横坐标为x
,
说明从焦点发出的光线射到(x
,y
)经抛物面反射后反射光线平行于对称轴,反之亦然,与对称轴平行的光线被抛物面反射后必聚汇于焦点.
解答:解:显然,y
=ax
2+bx
+c
y′=2ax+b故在P点处切线斜率为2ax
+b,
切线方程y-(ax
2+bx
+c)=(2ax
+b)(x-x
),
亦即y=(2ax
+b)x-ax
2+c.
由于y=ax
2+bx+c按向量=
平移即得到y=ax
2,
只须证明过其上一点(x
,ax
2)的切线l:y=2ax
x-ax
2
满足:焦点关于l的对称点为(m,n).
当x
≠0时
,消去n.知m=x
.
当x
=0时,切线为y=0,F之对称点横坐标显然是0,
故从焦点发出的光线射到(x
,ax
2)后被抛物面反射后的方程为x=x
(与对称轴平行);
反之,与对称轴平行的光线被抛物面反射后必聚汇于焦点
点评:本题主要考查了利用导数研究曲线上某点切线方程,要求过曲线上一点处的切线方程,一般先求出该点的导数值(斜率),再用点斜式写出后化简,同时我们还可以据此写出该点处的法线方程,考查转化思想,属于基础题.