Question

已知拋物線C：，過(guò)C上一點(diǎn)M，且與M處的切線垂直的直線稱為C在點(diǎn)M的法線．
（Ⅰ）若C在點(diǎn)M的法線的斜率為-，求點(diǎn)M的坐標(biāo)（x，y_^）；
（Ⅱ）設(shè)P（-2，a）為C對(duì)稱軸上的一點(diǎn)，在C上是否存在點(diǎn)，使得C在該點(diǎn)的法線通過(guò)點(diǎn)P？若有，求出這些點(diǎn)，以及C在這些點(diǎn)的法線方程；若沒(méi)有，請(qǐng)說(shuō)明理由．

Answer 1

【答案】分析：（1）由切線和法線垂直，則其斜率之積等于-1，可得M處的切線的斜率k=2，再根據(jù)導(dǎo)數(shù)的幾何意義，結(jié)合已知即可求得點(diǎn)M的坐標(biāo)；
（2）設(shè)M（x，y_^）為C上一點(diǎn)，分x=-2和x≠-2兩種情況討論，結(jié)合題意和導(dǎo)數(shù)的幾何意義可得到等量關(guān)系（x+2）²=a，然后再分a＞0，a=0，a＜0三種情況分析，即可求解．
解答：解：（Ⅰ）由題意知，M處的切線的斜率k==2，
∵y′=2x+4，
∴2x+4=2，解得x=-1，
將x=-1代入中，解得y=，
∴M（-1，）；
（Ⅱ）設(shè) M（x，y_^）為C上一點(diǎn)，
①若x=-2，則C上點(diǎn)M（-2，-）處的切線斜率 k=0，過(guò)點(diǎn)M（-2，-） 的法線方程為x=-2，此法線過(guò)點(diǎn)P（-2，a）；
②若 x≠-2，則過(guò)點(diǎn) M（x，y_^）的法線方程為：y-y=-（x-x） ①
若法線過(guò)P（-2，a），則 a-y=-（-2-x），即（x+2）²=a  ②
若a＞0，則x=-2±，從而y=，將上式代入①，
化簡(jiǎn)得：x+2y+2-2a=0或x-2y+2+2a=0，
若a=0與x≠-2矛盾，若a＜0，則②式無(wú)解．
綜上，當(dāng)a＞0時(shí)，在C上有三個(gè)點(diǎn)（-2+，），（-2-，）及
（-2，-），在這三點(diǎn)的法線過(guò)點(diǎn)P（-2，a），其方程分別為：
x+2y+2-2a=0，x-2y+2+2a=0，x=-2．
當(dāng)a≤0時(shí)，在C上有一個(gè)點(diǎn)（-2，-），在這點(diǎn)的法線過(guò)點(diǎn)P（-2，a），其方程為：x=-2．
點(diǎn)評(píng)：本題通過(guò)曲線的切線和法線問(wèn)題，考查了導(dǎo)數(shù)的運(yùn)算和幾何意義，同時(shí)綜合運(yùn)用了分類討論的數(shù)學(xué)思想，難度較大．