题目内容
| π |
| 3 |
(1)求圆M和抛物线C的方程;
(2)设G,H是抛物线C上异于原点O的两个不同点,且
| OG |
| OH |
(3)在抛物线C上是否存在两点P,Q关于直线m:y=k(x-1)(k≠0)对称?若存在,求出直线m的方程,若不存在,说明理由.
分析:(1)由|AO|=2,
=OAcos60°可求得p,从而可求得抛物线C的方程;继而可求得圆M的半径r,从而可求其方程;
(2)设G(x1,y1),H(x2,y2),由
•
=0得x1x2+y1y2=0,由
=4x1,
=4x2,可求得x1x2=16,利用三角形的面积公式,结合基本不等式即可求得△GOH面积的最小值;
(3)设P(x3,y3),Q(x4,y4)关于直线m对称,且PQ中点D(x0,y0),利用P(x3,y3),Q(x4,y4)在抛物线C上,y32=4x3,y42=4x4,两式相减可求得y0=-2k,最后利用D(x0,y0)在m:y=k(x-1)(k≠0)上即可知点D(x0,y0)在抛物线外,从而可得答案.
| p |
| 2 |
(2)设G(x1,y1),H(x2,y2),由
| OG |
| OH |
| y | 2 1 |
| y | 2 2 |
(3)设P(x3,y3),Q(x4,y4)关于直线m对称,且PQ中点D(x0,y0),利用P(x3,y3),Q(x4,y4)在抛物线C上,y32=4x3,y42=4x4,两式相减可求得y0=-2k,最后利用D(x0,y0)在m:y=k(x-1)(k≠0)上即可知点D(x0,y0)在抛物线外,从而可得答案.
解答:解:(1)∵
=OAcos60°=2×
=1,即p=2,
∴所求抛物线的方程为y2=4x--------------------------------(2分)
∴设圆的半径为r,则r=
•
=2,∴圆的方程为(x-2)2+y2=4.--------------(4分)
(2)设G(x1,y1),H(x2,y2),由
•
=0得x1x2+y1y2=0,
∵
=4x1,
=4x2,
∴x1x2=16,--------------------------------(6分)
∵
=
|
||
|,
∴
=
|
|2•|
|2=
(x12+y12)(x22+y22)=
(
+4x1)(
+4x2),
=
[(x1x2)2+4x1x2(x1+x2)+16x1x2]
≥
[(x1x2)2+4x1x2•2
+16x1x2]
=256,
∴
≥16,当且仅当x1=x2=4时取等号,
∴△GOH面积最小值为16.-------------------------------------------(9分)
(3)设P(x3,y3),Q(x4,y4)关于直线m对称,且PQ中点D(x0,y0)
∵P(x3,y3),Q(x4,y4)在抛物线C上,
∴y32=4x3,y42=4x4,
两式相减得:(y3-y4)(y3+y4)=4(x3-x4)--------------------------------(11分)
∴y3+y4=4•
=
=-4k,
∴y0=-2k
∵D(x0,y0)在m:y=k(x-1)(k≠0)上
∴x0=-1<0,点D(x0,y0)在抛物线外--------------------------------(13分)
∴在抛物线C上不存在两点P,Q关于直线m对称.--------------------------(14分)
| p |
| 2 |
| 1 |
| 2 |
∴所求抛物线的方程为y2=4x--------------------------------(2分)
∴设圆的半径为r,则r=
| OB |
| 2 |
| 1 |
| cos60° |
(2)设G(x1,y1),H(x2,y2),由
| OG |
| OH |
∵
| y | 2 1 |
| y | 2 2 |
∴x1x2=16,--------------------------------(6分)
∵
| S | △GOH |
| 1 |
| 2 |
| OG |
| OH |
∴
| S | 2 △GOH |
| 1 |
| 4 |
| OG |
| OH |
| 1 |
| 4 |
| 1 |
| 4 |
| x | 2 1 |
| x | 2 2 |
=
| 1 |
| 4 |
≥
| 1 |
| 4 |
| x1x2 |
=256,
∴
| S | △GOH |
∴△GOH面积最小值为16.-------------------------------------------(9分)
(3)设P(x3,y3),Q(x4,y4)关于直线m对称,且PQ中点D(x0,y0)
∵P(x3,y3),Q(x4,y4)在抛物线C上,
∴y32=4x3,y42=4x4,
两式相减得:(y3-y4)(y3+y4)=4(x3-x4)--------------------------------(11分)
∴y3+y4=4•
| x3-x4 |
| y3-y4 |
| 4 |
| kPQ |
∴y0=-2k
∵D(x0,y0)在m:y=k(x-1)(k≠0)上
∴x0=-1<0,点D(x0,y0)在抛物线外--------------------------------(13分)
∴在抛物线C上不存在两点P,Q关于直线m对称.--------------------------(14分)
点评:本题考查直线与圆锥曲线的关系,考查圆的标准方程与抛物线的标准方程,考查基本不等式及点差法,突出抽象思维能力与运算能力的考查,属于难题.
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