题目内容
已知点A(x1,y1),B(x2,y2)(x1x2≠0)是抛物线y2=2px(p>0)上的两个动点,O是坐标原点,向量,满足,设圆C的方程为x2+y2-(x1+x2)x-(y1+y2)y=0.(1)证明线段AB是圆C的直径;
(2)当圆C的圆心到直线x-2y=0的距离的最小值为时,求p的值.
【答案】分析:(1)根据两个向量模长之间的关系,两边平方,移项合并得到数量积为零,用坐标表示出来,根据点是圆上的点,得到线段垂直,从而数量积为零,把两个式子进行比较,整理得到结果.
(2)根据两个点是抛物线上的点,把点的坐标代入抛物线方程,整理变化得到圆心的轨迹方程,表示出圆心到直线的距离,根据二次函数的最值得到结果,本题考查运算能力.
解答:解:(1)∵向量,满足,
∴=
即=
整理得
∵点A(x1,y1),B(x2,y2)
∴=(x1,y1),=(x2,y2)
∴x1x2+y1y2=0①
设点M(x,y)是以线段AB为直径的圆上的任意一点,
则
即(x-x1)(x-x2)+(y-y1)(y-y2)=0
展开上式并将 ①代入得x2+y2-(x1+x2)x-(y1+y2)y=0
故线段AB是圆C的直径.
(Ⅱ)设圆C的圆心为C(x,y),
则x=,y=
∵y12=2px1,y22=2px2(p>0),
∴x1x2=
又∵x1x2+y1y2=0
∴x1x2=-y1y2
∴-y1y2=
∴y1y2=-4p2
∴x==(y12+y22)
=(y12+y22+2y1y2)-
=(y2+2p2)
∴圆心的轨迹方程为:y2=px-2p2
设圆心C到直线x-2y=0的距离为d,,则
d=
=
=
当y=p时,d有最小值,
由题设得?=
∴p=2
点评:本小题主要考查平面向量的基本运算,圆与抛物线的方程,点到直线的距离等基础知识,以及综合运用解析几何知识解决问题的能力.本题是一个综合题,考查的知识点比较多,是一个难题.
(2)根据两个点是抛物线上的点,把点的坐标代入抛物线方程,整理变化得到圆心的轨迹方程,表示出圆心到直线的距离,根据二次函数的最值得到结果,本题考查运算能力.
解答:解:(1)∵向量,满足,
∴=
即=
整理得
∵点A(x1,y1),B(x2,y2)
∴=(x1,y1),=(x2,y2)
∴x1x2+y1y2=0①
设点M(x,y)是以线段AB为直径的圆上的任意一点,
则
即(x-x1)(x-x2)+(y-y1)(y-y2)=0
展开上式并将 ①代入得x2+y2-(x1+x2)x-(y1+y2)y=0
故线段AB是圆C的直径.
(Ⅱ)设圆C的圆心为C(x,y),
则x=,y=
∵y12=2px1,y22=2px2(p>0),
∴x1x2=
又∵x1x2+y1y2=0
∴x1x2=-y1y2
∴-y1y2=
∴y1y2=-4p2
∴x==(y12+y22)
=(y12+y22+2y1y2)-
=(y2+2p2)
∴圆心的轨迹方程为:y2=px-2p2
设圆心C到直线x-2y=0的距离为d,,则
d=
=
=
当y=p时,d有最小值,
由题设得?=
∴p=2
点评:本小题主要考查平面向量的基本运算,圆与抛物线的方程,点到直线的距离等基础知识,以及综合运用解析几何知识解决问题的能力.本题是一个综合题,考查的知识点比较多,是一个难题.
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