第2讲:抛物线阿基米德三角形1.知识要点:如图,假设抛物线方程为x2=2py(p>0),过抛物线准线y=−p2上一点P(x0,y0)向抛物线引两条切线,切点分别记为A,B,其坐标为(x1,y1),(x2,y2).则以点P和两切点A,B围成的三角形PAB中,有如下的常见结论:结论1.直线AB过抛物线的焦点F.证明:参见下面的例1.结论2.直线AB的方程为x0x=2py0+y2=p(y0+y).证明:参见下面的例1.也可由极点与极线得到.进一步,设A,B:(x1,x122p),(x2,x222p),则kAB=x122p−x222px1−x2=x1+x22p.则AB:y−x122p=x1+x22p⋅(x−x1)⇒AB:2py=(x1+x2)x−x1x2,显然由于AB过焦点(0,p2),代入可得x1x2=−p2.我们得到了抛物线焦点弦两端点坐标之间的基本关系.上述结论的逆向也成立,即:结论3.过F的直线与抛物线交于A,B两点,以A,B分别为切点做两条切线,则这两条切线的交点P(x0,y0)的轨迹即为抛物线的准线.证明:过A点的切线方程为x1x=p(y1+y),过B点的切线方程为x2x=p(y2+y),两式相除可得:x1x2=y+y1y+y2⇒y=x2y1−x1y2x1−x2⇒y=x1x22p=−p2.这就证明了该结论.结论4.PF⊥AB.证明:由结论3,kAB=x0p,kPF=y0−p2x0.那么kAB⋅kPF=x0p⋅y0−p2x0=y0p−12=−1.结论5.AP⊥PB.证明:kAP=x1p,kBP=x2p,则kAP⋅kBP=x1p⋅x2p=x1⋅x2p2.由抛物线焦点弦的性质可知x1x2=−p2,代入上式即可得kAP⋅kBP=x1⋅x2p2=−1,故AP⊥PB.结论6.直线AB的中点为M,则PM平行于抛物线的对称轴.证明:由结论3的证明可知,过点A,B的切线的交点P在抛物线准线上.且P的坐标为(x1+x22,x1x22p),显然PM平行于抛物线的对称轴.2.典例(2021全国乙卷21)已知抛物线C:x2=2py(p>0)的焦点F,且F与圆M:x2+(y+4)2=1上的点的最短距离为4.(1)求p;(2)若点P在M上,PA,PB为C的切线,切点为A,B,求ΔPAB面积的最大值.解:(1)p=2,x2=4y(过程略).(2)假设P(x0,y0),A(x1,y1),B(x2,y2),则切线PA:y−y1=x12(x−x1),切线PB:y−y2=x22(x−x2),最后将点P(x0,y0)分别代入上面方程中可得:{x0x1−2(y0+y1)=0¿¿¿¿①,这表明AB的方程为:x0x−2(y+y0)=0.那么联立AB与抛物线方程可得:{x0x−2(y+y0)=0¿¿¿¿,则x1+x2=2x0x1x2=4y0,那么|AB|=√1+kAB2⋅√(x1+x2)2−4x1x2=√(4+x02)(x02−4y0),设P到直线AB的距离为d,则d=|x02−4y0|√x02+4.故SΔPAB=12⋅|AB|⋅d=(x02−4y0)322.由于点P在圆M上,故x02=−y02−8y0−15,代入上式得:SΔPAB=(−y02−12y0−15)322y0∈[−5,−3],故当y0=−5时,(SΔPAB)max=20√5.(2019年全国三卷)已知曲...