题目内容

设抛物线的焦点为,点,线段的中点在抛物线上.设动直线与抛物线相切于点,且与抛物线的准线相交于点,以为直径的圆记为圆.

(1)求的值;

(2)试判断圆与轴的位置关系;

(3)在坐标平面上是否存在定点,使得圆恒过点?若存在,求出的坐标;若不存在,说明理由.

 

【答案】

(1) (2)见解析 (3)存在

【解析】

试题分析:

(1)判断抛物线的焦点位置,得到焦点坐标,利用中点坐标公式得到FA的中点坐标带入抛物线即可求的P的值.

(2)直线与抛物线相切,联立直线与抛物线,判别式为0即可得到k,m之间的关系,可以用k来替代m,得到P点的坐标,抛物线准线与直线的方程可得到Q点的坐标,利用中点坐标公式可得到PQ中点坐标,通过讨论k的取值范围得到中点到x轴距离与圆半径(PQ为直径)的大小比较即可判断圆与x轴的位置关系.

(3)由(2)可以得到PQ的坐标(用k表示),根据抛物线对称性知点在轴上,设点坐标为,则M点需满足,即向量内积为0,即可得到M点的坐标,M点的坐标如果为常数(不含k),即存在这样的定点,如若不然,则不存在.

试题解析:

解:(1)利用抛物线的定义得,故线段的中点的坐标为,代入方程得,解得。 2分

(2)由(1)得抛物线的方程为,从而抛物线的准线方程为 3分

由得方程,

由直线与抛物线相切,得 4分

且,从而,即, 5分

由,解得, 6分

∴的中点的坐标为

圆心到轴距离,

∵

8分

∵,

∴当时,,圆与轴相切;

当时,,圆与轴相交; 9分

(或,以线段为直径圆的方程为:

令得  

∴当时,,圆与轴相切;

当时,,圆与轴相交; 9分

(3)方法一:假设平面内存在定点满足条件,由抛物线对称性知点在轴上,设点坐标为, 10分

由(2)知,

∴ 。

由得,

所以,即或 13分

所以平面上存在定点,使得圆恒过点. 14分

证法二:由(2)知,,的中点的坐标为

所以圆的方程为 11分

整理得 12分

上式对任意均成立,

当且仅当,解得 13分

所以平面上存在定点,使得圆恒过点. 14分

考点:抛物线 直线与抛物线的位置关系 圆与直线的位置关系 向量内积

 

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