题目内容
15.先阅读下面一段材料,再完成后面的问题:材料:如图1,过抛物线y=ax2(a>0)的对称轴上一点(0,$-\frac{1}{4a}$)作对称轴的垂线l,则抛物线上任意一点
P到点F(0,$\frac{1}{4a}$)的距离与P到l的距离一定相等,我们将点F与直线l分别称作这条抛物线的焦点和准线.如
y=x2的焦点为(0,$\frac{1}{4}$).
问题:若直线y=kx+1交抛物线$y=\frac{1}{4}{x^2}$于A、B两点,准线l与y轴交于点K.
(1)求证:以AB为直径的圆与准线l相切.
(2)当k=0时,作以F为焦点,以AB为直径的圆F,准线l上一点C与圆心F的连线交圆于D、E两点,过点E作准线的垂线,垂足为M,若∠MCE=∠CEK(如图2),求△MCE的面积.
分析 (1)先根据题意饿出抛物线y=$\frac{1}{4}$x2的焦点为F(0,1),由直线y=kx+1过点F(0,1)可设线段A、B的中点为M,过点AMB分别作准线l的垂线,垂足分别为G、N、H,则AG∥MN∥BH,由梯形中位线定理可知,MN=$\frac{1}{2}$(AG+BH),由材料知,AF=AG,BF=BH,根据直径AB=AF+BF=AG+BH可知MN=$\frac{1}{2}$AB=R,即圆心到准线的距离等于半径,由此可得出结论;
(2)根据当k=0可知AB与x轴平行,由F(0,1),可得出AB=4.由(1)知,以AB为直径的圆与准线相切,切点为K,连接DK,则∠EKD=∠FKC=90°,故FE=FK=FD,∠FKC=∠CEK.根据勾股定理可求出EC,EM,MC的长,根据三角形的面积公式即可得出结论.
解答
(1)证明:由题意知,抛物线y=$\frac{1}{4}$x2的焦点为F(0,1),
∵直线y=kx+1过点F(0,1),
设线段A、B的中点为M,过点AMB分别作准线l的垂线,垂足分别为G、N、H,则AG∥MN∥BH,
∴MN=$\frac{1}{2}$(AG+BH),
由材料知,AF=AG,BF=BH,
∴直径AB=AF+BF=AG+BH,
∴MN=$\frac{1}{2}$AB=R,即圆心到准线的距离等于半径,
∴以AB为直径的圆与准线l相切;
(2)解:如图2,
∵当k=0时,AB与x轴平行,
∵F(0,1),![]()
∴AB=4.
∵由(1)知,以AB为直径的圆与准线相切,切点为K,
连接DK,则∠EKD=∠FKC=90°,
∵FE=FK=FD,
∴∠FKC=∠CEK.
∵∠MCE=∠CEK,∠FCK=30°,
∴FC=4,
∴EC=6,EM=3,MC=3$\sqrt{3}$,
∴S△MCE=$\frac{1}{2}$MC•ME=$\frac{1}{2}$×3$\sqrt{3}$×3=$\frac{9\sqrt{3}}{2}$.
点评 本题考查的是二次函数综合题,根据题意作出辅助线,构造出梯形及直角三角形,再根据梯形中位线定理等知识求解是解答此题的关键.
| A. | 30° | B. | 45° | C. | 75° | D. | 60° |
| A. | 8 | B. | 12 | C. | 16 | D. | 20 |
| A. | 45° | B. | 60° | C. | 90° | D. | 180° |