$M$ 是抛物线 $y^2=2px(p>0)$ 的准线上任意点,过 $M$ 点作抛物线的切线 $l_1,l_2$,切点分别为 $A,B$($A$ 在 $x$ 轴上方).
【难度】
【出处】
2012年全国高中数学联赛甘肃省预赛
【标注】
  1. 证明:直线 $AB$ 过定点;
    标注
    答案
    解析
    设 $A,B$ 的坐标分别为 $(x_1,y_1),(x_2,y_2)$.
    由 $y=\sqrt{2px}$,知 $l_1$ 的斜率为$$k_1=\dfrac{\sqrt{2p}}{2\sqrt{x_1}},$$由 $y=-\sqrt{2px}$ 知 $l_2$ 的斜率为$$k_2=-\dfrac{\sqrt{2p}}{2\sqrt{x_1}},$$则\[\begin{split}&l_1:y-y_1=\dfrac{\sqrt{2p}}{2\sqrt{x_1}}(x-x_1),\\&l_2:y-y_2=-\dfrac{\sqrt{2p}}{2\sqrt{x_2}}(x-x_2),\end{split}\]两式相减,得$$y_1-y_2=-\dfrac{\sqrt{2p}}{2}\dfrac{\sqrt{x_1}+\sqrt{x_2}}{\sqrt{x_1x_2}}\cdot x+\dfrac{\sqrt{2p}}{2}(\sqrt{x_1}+\sqrt{x_2}).$$又因为$$y_1-y_2=\sqrt{2p}(\sqrt{x_1}+\sqrt{x_2}),$$所以$$1=-\dfrac{1}{2\sqrt{x_1x_2}}x+\dfrac12,$$即 $\sqrt{x_1x_2}=\dfrac{p}{2}$.
    设过 $A,B$ 的直线为 $y=kx+m$,代入 $y^2=2px$,得$$k^2x^2+(2km-2p)x+m^2=0,$$则 $x_1x_2=\dfrac{m^2}{k^2}$,从而得到$$\dfrac{m}{k}=-\dfrac{p}{2},$$于是直线 $AB$ 过焦点.
  2. 设 $AB$ 的中点为 $P$,求 $|MP|$ 的最小值.
    标注
    答案
    $p$
    解析
    因为$$k_1k_2=-\dfrac{2p}{4\sqrt{x_1x_2}}=-1,$$所以 $l_1\perp l_2$,故 $MP=\dfrac12AB$,因此$$\min\{MP\}=\min\left\{\dfrac12AB\right\}=p.$$
题目 问题1 答案1 解析1 备注1 问题2 答案2 解析2 备注2
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