设抛物线C的方程为x2=4y,M(x0,y0)为直线l:y=-m(m>0)上任意一点,过点M作抛物线C的两条切线MA,MB
设抛物线C的方程为x2=4y,M(x0,y0)为直线l:y=-m(m>0)上任意一点,过点M作抛物线C的两条切线MA,MB,切点分别为A,B.(1)当M的坐标为(0,-1...
设抛物线C的方程为x2=4y,M(x0,y0)为直线l:y=-m(m>0)上任意一点,过点M作抛物线C的两条切线MA,MB,切点分别为A,B.(1)当M的坐标为(0,-1)时,求过M,A,B三点的圆的方程,并判断直线l与此圆的位置关系;(2)求证:直线AB恒过定点(0,m).
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解答:(1)解:当M的坐标为(0,-1)时,设过M点的切线方程为y=kx-1,代入x2=4y,整理得x2-4kx+4=0,
令△=(4k)2-4×4=0,解得k=±1,
代入方程得x=±2,故得A(2,1),B(-2,1),…(2分)
因为M到AB的中点(0,1)的距离为2,
从而过M,A,B三点的圆的方程为x2+(y-1)2=4.
∵圆心坐标为(0,1),半径为2,∴圆与直线l:y=-1相切…(4分)
(2)证法一:设切点分别为A(x1,y1),B(x2,y2),过抛物线上点A(x1,y1)的切线方程为(y?
)=k(x?x1),代入x2=4y,整理得x2-4kx+4(kx1-y1)=0△=(4k)2-4×4(kx1-y1)=0,又因为x12=4y1,所以k=
…(6分)
从而过抛物线上点A(x1,y1)的切线方程为y?
=
(x?x1)即y=
x?
又切线过点M(x0,y0),所以得y0=
x0?
①即y0=
x0?y1…(8分)
同理可得过点B(x2,y2)的切线为y=
x?
,
又切线过点M(x0,y0),所以得y0=
x0?
②…(10分)
即y0=
x0?y2…(6分)
即点A(x1,y1),B(x2,y2)均满足y0=
x0?y即x0x=2(y0+y),故直线AB的方程为x0x=2(y0+y)…(12分)
又M(x0,y0)为直线l:y=-m(m>0)上任意一点,故x0x=2(y-m)对任意x0成立,所以x=0,y=m,从而直线AB恒过定点(0,m)…(14分)
证法二:设过M(x0,y0)的抛物线的切线方程为y?
=k(x?x0)(k≠0),代入x2=4y,消去y,得x2-4kx-4(y0-kx0)=0△=(4k)2+4×4(y0-kx0)=0即:k2+x0k+y0=0…(6分)
从而k1=
,k2=
此时x1=
,x2=
所以切点A,B的坐标分别为A(
,
),B(
,
)…(8分)
因为kAB=
=
=
,
=
=
=x0,
=
=
令△=(4k)2-4×4=0,解得k=±1,
代入方程得x=±2,故得A(2,1),B(-2,1),…(2分)
因为M到AB的中点(0,1)的距离为2,
从而过M,A,B三点的圆的方程为x2+(y-1)2=4.
∵圆心坐标为(0,1),半径为2,∴圆与直线l:y=-1相切…(4分)
(2)证法一:设切点分别为A(x1,y1),B(x2,y2),过抛物线上点A(x1,y1)的切线方程为(y?
y | 1 |
x1 |
2 |
从而过抛物线上点A(x1,y1)的切线方程为y?
y | 1 |
x1 |
2 |
x1 |
2 |
| ||
4 |
又切线过点M(x0,y0),所以得y0=
x1 |
2 |
| ||
4 |
x1 |
2 |
同理可得过点B(x2,y2)的切线为y=
x2 |
2 |
| ||
4 |
又切线过点M(x0,y0),所以得y0=
x2 |
2 |
| ||
4 |
即y0=
x2 |
2 |
即点A(x1,y1),B(x2,y2)均满足y0=
x |
2 |
又M(x0,y0)为直线l:y=-m(m>0)上任意一点,故x0x=2(y-m)对任意x0成立,所以x=0,y=m,从而直线AB恒过定点(0,m)…(14分)
证法二:设过M(x0,y0)的抛物线的切线方程为y?
y | 0 |
从而k1=
?x0+
| ||||
2 |
?x0?
| ||||
2 |
2 |
k1 |
2 |
k2 |
所以切点A,B的坐标分别为A(
2 |
k1 |
1 |
k12 |
2 |
k2 |
1 |
k22 |
因为kAB=
y1?y2 |
x1?x2 |
x1+x2 |
4 |
x0 |
2 |
x1+x2 |
2 |
| ||||
2 |
k1+k2 |
k1k2 |
y1+y2 |
2 |
| ||||
2 |
(k1+k2)2?2k1k2 |
2(k1k2)
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