题目内容

已知点M(2,0),P为抛物线C:y2=2px(p>0)上一动点,若|PM|的最小值为
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2

(1)求抛物线C的方程;
(2)已知⊙M:(x-2)2+y2=r2(r>0),过原点O作⊙M的两条切线交抛物线于A,B两点,若直线AB与⊙M也相切.
(i)求r的值;
(ii)对于点Q(t2,t),抛物线C上总存在两个点R,S,使得△QRS三边与⊙M均相切,求t的取值范围.
分析:(1)点M(2,0),P为抛物线C:y2=2px(p>0)上一动点,设P(
y2
2p
,y),所以|PM|2=(
y2
2p
-2)2+y2=
1
4p2
y4+(1-
2
p
)y2+4,由此能求出抛物线C的方程.
(2)(i)由题意A(2+r,
2+r
),B(2+r,-
2+r
),知kOA=
1
2+r
,由此能求出r.
(ii)设R(t12t1),S(t22t2)(t1t2),则QR:y=
1
t+t1
x+
tt1
t+t1
,△QRS三边与⊙M均相切,故
|2+tt1|
1+(t+t1)2
=1
,由此能求出t.
解答:解:(1)∵点M(2,0),P为抛物线C:y2=2px(p>0)上一动点,设P(
y2
2p
,y),
∴|PM|2=(
y2
2p
-2)2+y2=
1
4p2
y4+(1-
2
p
)y2+4,
∴对称轴为y2=2p(2-p).
当p≥2,|PM|min=2,舍
当0<p<2,|PM|min=4p-p2=
7
4
,解得p=
1
2
7
2
(舍),
所以y2=x.
(2)(i)由题意A(2+r,
2+r
),B(2+r,-
2+r
),
kOA=
1
2+r

OA:y=
1
2+r
x
,∴
2
r+3
=r

∴(r-1)(r+2)2=1,
解得r=1.
(ii)设R(t12t1),S(t22t2)(t1t2),则QR:y=
1
t+t1
x+
tt1
t+t1

∵△QRS三边与⊙M均相切,
|2+tt1|
1+(t+t1)2
=1
,从而t12(1-t2)-2tt1+t2-3=0,将t1换成t2也成立
因为t1≠t2,所以t2≠1
故t1,t2为方程(1-t2)x2-2tx+t2-3=0的两根,
t1+t2=
2t
1-t2
t1t2=
t2-3
1-t2

RS:y=
1
t1+t2
x+
t1t2
t1+t2
,即y=
1-t2
2t
x+
t2-3
2t

圆心到RS的距离
|2(1-t2)+t2-3|
(1-t2)2+4t2
=1

解得t=±1.
故t的取值范围是{-1,1}.
点评:本题考查抛物线方程的求法,考查实数值的求法,考查满足条件的实数的取值范围的求法.解题时要认真审题,仔细解答,注意点到直线的距离公式的求法.
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