2.【2018年浙江卷】如图,已知点P是y轴左侧(不含y轴)一点,抛物线C:y2=4x上存在不同的两点A,B满足PA,PB的中点均在C上.
(Ⅰ)设AB中点为M,证明:PM垂直于y轴;
(Ⅱ)若P是半椭圆x2+y^2/4=1(x<0)上的动点,求△PAB面积的取值范围.
【答案】(Ⅰ)见解析(Ⅱ)[6√2, (15√10)/4]
【解析】分析: (Ⅰ)设P,A,B的纵坐标为y_0,y_1,y_2,根据中点坐标公式得PA,PB的中点坐标,代入抛物线方程,可得y_1+y_2=2y_0,即得结论,(Ⅱ)由(Ⅰ)可得△PAB面积为1/2|PM||y_1-y_2 |,利用根与系数的关系可表示|PM|,|y_1-y_2 |为y_0的函数,根据半椭圆范围以及二次函数性质确定面积取值范围.
详解:(Ⅰ)设P(x_0,y_0),A(1/4 y_1^2,y_1),B(1/4 y_2^2,y_2).因为PA,PB的中点在抛物线上,所以y_1,y_2为方程,〖((y+y_0)/2)〗^2=4⋅(1/4 y^2+x_0)/2即y^2-2y_0 y+8x_0-y_0^2=0的两个不同的实数根.所以y_1+y_2=2y_0.因此,PM垂直于y轴.
(Ⅱ)由(Ⅰ)可知{█(y_1+y_2=2y_0,@y_1 y_2=8x_0-y_0^2,) ,所以|PM|=1/8(y_1^2+y_2^2)-x_0=3/4 y_0^2-3x_0,|y_1-y_2 |=2√(2(y_0^2-4x_0)).
因此,△PAB的面积S_(△PAB)=1/2|PM|⋅|y_1-y_2 |=(3√2)/4 〖(y_0^2-4x_0)〗^(3/2).因为x_0^2+(y_0^2)/4=1(x_0<0),所以y_0^2-4x_0=-4x_0^2-4x_0+4∈[4,5].因此,△PAB面积的取值范围是[6√2, (15√10)/4].
点睛:求范围问题,一般利用条件转化为对应一元函数问题,即通过题意将多元问题转化为一元问题,再根据函数形式,选用方法求值域,如二次型利用对称轴与定义区间位置关系,分式型可以利用基本不等式,复杂性或复合型可以利用导数先研究单调性,再根据单调性确定值域.