(2012?安庆模拟)已知抛物线C1:x2=y,圆C2:x2+(y-2)2=1的圆心为M,点P在抛物线C1上,设点P坐标(x0
(2012?安庆模拟)已知抛物线C1:x2=y,圆C2:x2+(y-2)2=1的圆心为M,点P在抛物线C1上,设点P坐标(x0,x02),且x0≠0,x0≠±1,过点P作...
(2012?安庆模拟)已知抛物线C1:x2=y,圆C2:x2+(y-2)2=1的圆心为M,点P在抛物线C1上,设点P坐标(x0,x02),且x0≠0,x0≠±1,过点P作圆C2的两条切线,并且分别交抛物线C1于A、B两点.(1)设PA、PB的斜率分别为k1、k2,试求出k1+k2关于x0的表达式;(2)若PM?AB=0时,求x0的值;(3)若x0=-2,求证:直线AB与圆C2相切.
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(1)由于x0≠±1,知过P作圆M的切线,切线斜率存在,
设过点P的切线方程:y=k(x?x0)+x02,
即kx?y?kx0+x02=0与圆C2相切,
故有:
=1,
整理得:(x02?1)k2+2x0(2?x02)k+(2?x02)2?1=0.
依题意,k1,k2是上述方程的两根,
故有k1+k2=
.…(4分)
(2)设A(x1,x12),B(x2,x22),(x1≠x2)
由
,
得x2?kx+kx0?x02=0,
又方程有一根为x0,
则另一根为k-x0,
∴x1=k1-x0,x2=k2-x0,
∴kAB=
=x1+x2=k1+k2?2x0,
由(1)知kAB=
?2x0=
,
又x0≠0,所以kPM=
,
?
=0,
∴
?(
)=?1,
解得x02=3,
∴x0=±
…(9分)
(3)证明:由(1),(2)知kAB=x1+x2,
当x0=-2时,k1+k2=?
,k1k2=1,
∴kAB=k1+k2?2x0=
,x1x2=(k1?x0)(k2?x0)=k1k2?x0(k1+k2)+x02
=1+2×(?
)+4=?
,
而AB:y?x12=(x1+x2)(x?x1),
即y=(x1+x2)x?x1x2=
x+
,
∴AB方程:4x-3y+1=0,
而圆C2的圆心M(0,2),
点M到AB的距离是
设过点P的切线方程:y=k(x?x0)+x02,
即kx?y?kx0+x02=0与圆C2相切,
故有:
|kx0+2?x02| | ||
|
整理得:(x02?1)k2+2x0(2?x02)k+(2?x02)2?1=0.
依题意,k1,k2是上述方程的两根,
故有k1+k2=
2x0(x02?2) |
x02?1 |
(2)设A(x1,x12),B(x2,x22),(x1≠x2)
由
|
得x2?kx+kx0?x02=0,
又方程有一根为x0,
则另一根为k-x0,
∴x1=k1-x0,x2=k2-x0,
∴kAB=
x12?x22 |
x1?x2 |
由(1)知kAB=
2x0(x02?2) |
x02?1 |
?2x0 |
x02?1 |
又x0≠0,所以kPM=
x02?2 |
x0 |
PM |
AB |
∴
?2x0 |
x02?1 |
x02?2 |
x0 |
解得x02=3,
∴x0=±
3 |
(3)证明:由(1),(2)知kAB=x1+x2,
当x0=-2时,k1+k2=?
8 |
3 |
∴kAB=k1+k2?2x0=
4 |
3 |
=1+2×(?
8 |
3 |
1 |
3 |
而AB:y?x12=(x1+x2)(x?x1),
即y=(x1+x2)x?x1x2=
4 |
3 |
1 |
3 |
∴AB方程:4x-3y+1=0,
而圆C2的圆心M(0,2),
点M到AB的距离是
|4×0?3×2+1| |