题目内容

过抛物线y2=4x的焦点作一条倾斜角为 α,长度不超过8的弦,弦所在的直线与圆x2+y2=
3
4
有公共点,则 α的取值范围是
[
π
4
π
3
]∪[
3
4
]
[
π
4
π
3
]∪[
3
4
]
分析:设出弦所在的直线方程,代入抛物线y2=4x化简,利用一元二次方程根与系数的关系求得 x1+x2=2+
4
k2
.根据弦的长度不超过8,结合抛物线的定义可得|AB|=2+x1+x2≤8,由此求得k的范围.再由圆心(0,0)到弦所在的直线 kx-y-k=0的距离小于或等半径,求得k的范围.最后把这2个k的范围取交集,可得k的准确范围.由于k的范围就是tanα的范围,再由0≤α<π求得α的范围.
解答:解:抛物线y2=4x的焦点为F(1,0),当α=90°时,|AB|=2p=4<8,故不满足条件,
故α≠90°.
设弦所在的直线方程为 y=k(x-1),即 kx-y-k=0,代入抛物线y2=4x可得 k2x2-(2k2+4)x+k2=0,
∴x1+x2=2+
4
k2

由于弦长度不超过8,且由抛物线的定义可得|AB|=2+x1+x2,∴2+
4
k2
≤6,k2≥1,
故有 k≤-1,或 k≥1 ①.
再由弦所在的直线与圆x2+y2=
3
4
有公共点,可得圆心(0,0)到弦所在的直线 kx-y-k=0的距离小于或等半径,
|0-0-k|
k2+1
3
2

解得-
3
≤k≤
3
,且 k≠0 ②.
由①②可得 1≤k≤
3
,或-
3
≤k≤-1,即 1≤tanα≤
3
 或-
3
≤tanα≤-1.
再由 0≤α<π可得,α的范围是[
π
4
π
3
]∪[
3
4
],
故答案为[
π
4
π
3
]∪[
3
4
].
点评:本题主要考查直线和圆的位置关系,抛物线的定义和标准方程的应用,三角不等式的解法,属于中档题.
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