20.(12分)设 $A$ ,$B$ 为曲线 $C: y=\frac{x^{2}}{4}$ 上两点,$A$ 与 $B$ 的横坐标之和为 4 .
(1)求直线 AB 的斜率;
②设 $M$ 为曲线 $C$ 上一点,$C$ 在 $M$ 处的切线与直线 $A B$ 平行,且 $A M \perp B M$ ,求直线 $A B$ 的方程.
(12分)设 A, B 为曲线 C: y= x^ 2 4…——2017 高考数学第 20 题答案解析
2017_新课标 I 卷 (2017·文)
完整解析 · 逐步详解
【考点】13:直线的斜率;$K N$ :直线与抛物线的综合.
【专题】34:方程思想;48:分析法;5B:直线与圆;5D:圆锥曲线的定义、性质与方程。
【分析】①设 $A\left(x_{1}, \frac{x_{1}{ }^{2}}{4}\right), B\left(x_{2}, \frac{x_{2}{ }^{2}}{4}\right)$ ,运用直线的斜率公式,结合条件,即可得到所求;
②设 $M\left(m, \frac{m^{2}}{4}\right)$ ,求出 $y=\frac{x^{2}}{4}$ 的导数,可得切线的斜率,由两直线平行的条件:斜率相等,可得 m ,即有 M 的坐标,再由两直线垂直的条件:斜率之积为 -1 ,可得 $x_{1}, x_{2}$ 的关系式,再由直线 $A B: y=x+t$ 与 $y=\frac{x^{2}}{4}$ 联立,运用韦达定理,即可得到 t 的方程,解得 t 的值,即可得到所求直线方程.
【解答】解:(1)设 $A\left(x_{1}, \frac{x_{1}{ }^{2}}{4}\right), B\left(x_{2}, \frac{x_{2}{ }^{2}}{4}\right)$ 为曲线C:$y=\frac{x^{2}}{4}$ 上两点,
则直线 $A B$ 的斜率为 $k=\frac{\frac{x_{1}{ }^{2}}{4}-\frac{x_{2}{ }^{2}}{4}}{x_{1}-x_{2}}=\frac{1}{4}\left(x_{1}+x_{2}\right)=\frac{1}{4} \times 4=1$ ;
②设直线 $A B$ 的方程为 $y=x+t$ ,代入曲线 $C: y=\frac{x^{2}}{4}$ ,
可得 $x^{2}-4 x-4 t=0$ ,即有 $x_{1}+x_{2}=4, x_{1} x_{2}=-4 t$ ,
再由 $y=\frac{x^{2}}{4}$ 的导数为 $y^{\prime}=\frac{1}{2} x$ ,
设 $M\left(m, \frac{m^{2}}{4}\right)$ ,可得 $M$ 处切线的斜率为 $\frac{1}{2} m$ ,
由 $C$ 在 $M$ 处的切线与直线 $A B$ 平行,可得 $\frac{1}{2} m=1$ ,
解得 $m=2$ ,即 $M(2,1)$ ,
由 $A M \perp B M$ 可得,$k_{A M} \bullet k_{B M}=-1$ ,
即为 $\frac{\frac{x_{1}{ }^{2}}{4}-1}{x_{1}-2} \cdot \frac{x_{2}{ }^{2}}{\frac{4}{x_{2}-2}-1}=-1$ ,
化为 $x_{1} x_{2}+2\left(x_{1}+x_{2}\right)+20=0$ ,
即为 $-4 t+8+20=0$ ,
解得 $\mathrm{t}=7$ .
则直线 $A B$ 的方程为 $y=x+7$ .
【点评】本题考查直线与抛物线的位置关系,注意联立直线方程和抛物线的方程,运用韦达定理,考查直线的斜率公式的运用,以及化简整理的运算能力 ,属于中档题.