题目内容
【题目】已知抛物线E:y2=4x的准线为l,焦点为F,O为坐标原点.
(1)求过点O,F,且与l相切的圆的方程;
(2)过F的直线交抛物线E于A,B两点,A关于x轴的对称点为A′,求证:直线A′B过定点.
【答案】
(1)
解:抛物线E:y2=4x的准线l的方程为:x=﹣1,焦点坐标为F(1,0),
设所求圆的圆心C(a,b),半径为r,∵圆C过O,F,
∴ ,∵圆C与直线l:x=﹣1相切,
∴ .
由 ,得 .
∴过O,F,且与直线l相切的圆的方程为
(2)
解:证明:解法一:依题意知直线AB的斜率存在,设直线AB方程为y=k(x﹣1),A(x1,y1),B(x2,y2),(x1≠x2),A′(x1,﹣y1),
联立 ,消去y得k2x2﹣(2k2+4)x+k2=0.
∴ ,x1x2=1.
∵直线BA′的方程为 ,
∴令y=0,得 .
直线BA′过定点(﹣1,0),
解法二:直线BA′过定点M(﹣1,0).
证明:依题意知直线AB的斜率存在,设直线AB方程为y=k(x﹣1),A(x1,y1),B(x2,y2),(x1≠x2),A′(x1,﹣y1),
联立 ,消去y得k2x2﹣(2k2+4)x+k2=0,
∴ ,x1x2=1.
∵ ,
∵x2y1+x1y2+y1+y2=k(x1﹣1)x2+k(x2﹣1)x1+k(x1+x2﹣2)=2kx1x2﹣2k=2k1﹣2k=0.
∴kA′M﹣kBM=0,即kA′M=kBM=0,A′、B、M三点共线,
∴直线BA′过定点(﹣1,0).
解法三:设直线AB的方程:x=my+1,A(x1,y1),B(x2,y2),则A′(x1,﹣y1).
由 得,y2﹣4my﹣4=0.
∴y1+y2=4m,y1y2=﹣4.
∵ ,
∴直线BA′的方程为 .
∴ = .
∴直线BA′过定点(﹣1,0).
【解析】(1)由题意求得焦点及准线方程,即可求得圆心,利用点到直线的距离公式,即可求得半径,即可求得圆的方程;(2)方法一:设直线AB方程为y=k(x﹣1),代入椭圆方程,利用韦达定理,求得直线BA′的方程为,当y=0,求得x=﹣1,则直线BA′过定点(﹣1,0);方法二:设直线AB方程为y=k(x﹣1),代入椭圆方程,利用韦达定理求得kA′M﹣kBM=0,则kA′M=kBM=0,A′、B、M三点共线,则直线BA′过定点(﹣1,0);方法三:设线AB的方程:x=my+1,求得直线BA′的方程为,利用韦达定理可得y= ,则直线BA′过定点(﹣1,0).