题目内容
(本小题满分12分)已知抛物线:和点,若抛物线上存在不同两点、满足.
(I)求实数的取值范围;
(II)当时,抛物线上是否存在异于的点,使得经过三点的圆和抛物线在点处有相同的切线,若存在,求出点的坐标,若不存在,请说明理由.
(I)求实数的取值范围;
(II)当时,抛物线上是否存在异于的点,使得经过三点的圆和抛物线在点处有相同的切线,若存在,求出点的坐标,若不存在,请说明理由.
(1) 即的取值范围为.
(2) 满足题设的点存在,其坐标为 .
(2) 满足题设的点存在,其坐标为 .
试题分析:解法1:(I)不妨设A,B,且,∵,
∴.∴,.
根据基本不等式(当且仅当时取等号)得
(),即,
∴,即的取值范围为.
(II)当时,由(I求得、的坐标分别为、.
假设抛物线上存在点(,且),使得经过、、三点的圆和抛物线在点处有相同的切线.
设经过、、三点的圆的方程为,
则
整理得 . ①
∵函数的导数为,
∴抛物线在点处的切线的斜率为,
∴经过、、三点的圆在点处的切线斜率为.
∵,∴直线的斜率存在.∵圆心的坐标为,
∴,即. ②
∵,由①、②消去,得. 即.
∵,∴.故满足题设的点存在,其坐标为.
解法2:(I)设,两点的坐标为,且。
∵,可得为的中点,即.
显然直线与轴不垂直,设直线的方程为,即,将代入中,
得.∴
∴. 故的取值范围为.
(II)当时,由(1)求得,的坐标分别为.
假设抛物线上存在点(且),使得经过、、三点的圆和抛物线在点处有相同的切线.
设圆的圆心坐标为,
∵ ∴
即 解得
∵抛物线在点处切线的斜率为,而,且该切线与垂直,
∴,即 .将,
代入上式,得,即.
∵且,∴.
故满足题设的点存在,其坐标为 .
点评:解决该试题的关键是利用抛物线的方程以及性质来分析得到结论,同时对于探索性问题,一般先假设,然后分析求解,属于中档题。
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