题目内容
5.已知抛物线C:y2=2px(p>0)和圆M:(x-4)2+y2=1,且圆M上的点到抛物线的准线的距离的最大值为$\frac{21}{4}$.(Ⅰ)求抛物线的方程和焦点坐标;
(Ⅱ)设D,E是抛物线C上异于坐标原点O,且位于x轴两侧的两点,若$\overrightarrow{OD}$•$\overrightarrow{OE}$=12,求证:直线DE经过圆心M;
(Ⅲ)过抛物线上的一点P作圆M的两条切线,它们分别交抛物线于另外两点A,B,若|PA|=|PB|,求直线AB的方程.
分析 (Ⅰ)求出抛物线的准线,由题意可得4+$\frac{p}{2}$+1=$\frac{21}{4}$,解得p,进而得到抛物线的方程和焦点坐标;
(Ⅱ)设出D,E的坐标,由向量的数量积的坐标表示,可得y1y2=-4,再由三点共线的条件:斜率相等,计算即可得证;
(Ⅲ)由切线长相等和对称性,可得P与O重合,设出切线的方程,运用点到直线的距离公式,计算即可得到切线方程,代入抛物线的方程,求得交点,即可得到所求直线的方程.
解答 解:(Ⅰ)抛物线C:y2=2px(p>0)的准线的方程为x=-$\frac{p}{2}$,
由题意可得4+$\frac{p}{2}$+1=$\frac{21}{4}$,解得p=$\frac{1}{2}$,
即有抛物线的方程为y2=x,焦点为($\frac{1}{4}$,0);
(Ⅱ)证明:设D(y12,y1),E(y22,y2),y1y2<0,
由$\overrightarrow{OD}$•$\overrightarrow{OE}$=12,可得y12•y22+y1y2-12=0,解得y1y2=-4,
由M(4,0),可得直线MD的斜率为k1=$\frac{{y}_{1}-0}{{{y}_{1}}^{2}-4}$,
直线ME的斜率为k2=$\frac{{y}_{2}-0}{{{y}_{2}}^{2}-4}$,k1-k2=$\frac{({y}_{1}-{y}_{2})({y}_{1}{y}_{2}+4)}{({{y}_{1}}^{2}-4)({{y}_{2}}^{2}-4)}$=0,
则有k1=k2,直线DE经过点M;
(Ⅲ)由圆的对称性和圆外一点作切线,切线长相等,
以及抛物线关于x轴对称,又|PA|=|PB|,
可得P与O重合,
设切线的方程为y=kx,由直线和圆相切,可得
$\frac{|4k|}{\sqrt{1+{k}^{2}}}$=1,解得k=±$\frac{\sqrt{15}}{15}$,
由$\left\{\begin{array}{l}{y=\frac{\sqrt{15}}{15}x}\\{{y}^{2}=x}\end{array}\right.$,解得交点为(15,$\sqrt{15}$),
由$\left\{\begin{array}{l}{y=-\frac{\sqrt{15}}{15}x}\\{{y}^{2}=x}\end{array}\right.$可得另一个交点为(15,-$\sqrt{15}$).
则所求直线的方程为x=15.
点评 本题考查抛物线的方程和性质,考查向量的数量积的坐标表示和直线的斜率公式的运用,直线和圆相切的条件,以及抛物线的对称性,考查运算能力,属于中档题.
| A. | $y=\sqrt{x^2},y={(\sqrt{x})^2}$ | B. | $y=\sqrt{x-1}×\sqrt{x+1},y=\sqrt{{x^2}-1}$ | ||
| C. | $y=1,y=\frac{x}{x}$ | D. | $y=\left\{\begin{array}{l}x,x≥0\\-x,x<0\end{array}\right.$y=|x| |
| A. | a⊥b,且a与b相交 | B. | a⊥b,且a与b不相交 | ||
| C. | a⊥b | D. | a与b不一定垂直 |
| A. | (-∞,-6) | B. | [-6,0] | C. | (-∞,-1] | D. | [-1,0] |