
?專題11 拋物線中的切線問(wèn)題
一、考情分析
對(duì)于拋物線特別是拋物線,可以化為函數(shù),從而可以借組導(dǎo)數(shù)研究求性質(zhì),這種關(guān)聯(lián)使得可以把拋物線與導(dǎo)數(shù)的幾何意義交匯,這是圓錐曲線中的一大亮點(diǎn),也是圓錐曲線解答題的一個(gè)熱點(diǎn).
二、解題秘籍
(一) 利用判別式求解拋物線中的切線問(wèn)題
求解直線拋物線相切問(wèn)題,可以把直線方程與拋物線方程聯(lián)立整理成一個(gè)一元二次方程,然后利用求解.
【例1】(2023屆河南省新未來(lái)高三上學(xué)期聯(lián)考)已知拋物線C:,直線,都經(jīng)過(guò)點(diǎn).當(dāng)兩條直線與拋物線相切時(shí),兩切點(diǎn)間的距離為4.
(1)求拋物線C的標(biāo)準(zhǔn)方程;
(2)若直線,分別與拋物線C依次交于點(diǎn)E,F和G,H,直線EH,FG與拋物線準(zhǔn)線分別交于點(diǎn)A,B,證明:.
【解析】(1)設(shè)經(jīng)過(guò)點(diǎn)的直線為:,由消去y,得,,當(dāng)直線與拋物線相切時(shí),,∵,∴,所以,解得,∴切點(diǎn)為,又∵兩切點(diǎn)間的距離為4,∴,即,∴拋物線的標(biāo)準(zhǔn)方程為;
(2)設(shè)點(diǎn),,,,設(shè)直線:,直線:,聯(lián)立消去,得,則,同理,,故,,直線EH的方程為,令,得,整理得,同理,,所以,∴.
(二) 利用導(dǎo)數(shù)幾何意義求解拋物線中的切線問(wèn)題
求解拋物線在其上一點(diǎn)處的切線方程,可先把化為,則,則拋物線在點(diǎn)處的切線斜率為,切線方程為.
【例2】(2023屆湖南省三湘名校教育聯(lián)盟高三上學(xué)期聯(lián)考)在直角坐標(biāo)系中,已知拋物線,為直線上的動(dòng)點(diǎn),過(guò)點(diǎn)作拋物線的兩條切線,切點(diǎn)分別為,當(dāng)在軸上時(shí),.
(1)求拋物線的方程;
(2)求點(diǎn)到直線距離的最大值.
【解析】(1)當(dāng)在軸上時(shí),即,由題意不妨設(shè)則,
設(shè)過(guò)點(diǎn)的切線方程為,與聯(lián)立得,
由直線和拋物線相切可得,,所以
由得,∴,,
由可得,解得,
∴拋物線的方程為;
(2),∴,
設(shè),,則,又,所以
即,同理可得,
又為直線上的動(dòng)點(diǎn),設(shè),
則,,
由兩點(diǎn)確定一條直線可得的方程為,
即,∴直線恒過(guò)定點(diǎn),
∴點(diǎn)到直線距離的最大值為.
(三) 拋物線中與切線有關(guān)的性質(zhì)
過(guò)拋物線焦點(diǎn)弦的兩端點(diǎn)作拋物線的切線,
則(1)切線交點(diǎn)在準(zhǔn)線上
(2)切線交點(diǎn)與弦中點(diǎn)連線平行于對(duì)稱軸
(3)切線交點(diǎn)與焦點(diǎn)弦的兩端點(diǎn)連線垂直
(4) 切線交點(diǎn)與焦點(diǎn)連線與焦點(diǎn)弦垂直
(5)弦AB不過(guò)焦點(diǎn)即切線交點(diǎn)P不在準(zhǔn)線上時(shí),切線交點(diǎn)與弦中點(diǎn)的連線也平行于對(duì)稱軸.
反之:
(1)過(guò)拋物線準(zhǔn)線上任一點(diǎn)作拋物線的切線,則過(guò)兩切點(diǎn)的弦必過(guò)焦點(diǎn),該點(diǎn)與焦點(diǎn)連線垂直于過(guò)兩切點(diǎn)的弦
(2)過(guò)準(zhǔn)線上任一點(diǎn)作拋物線的切線,過(guò)兩切點(diǎn)的弦最短時(shí),即為通徑.
【例3】已知拋物線的焦點(diǎn)為F,過(guò)F的直線l與C相交于A,B兩點(diǎn),,是C的兩條切線,A,B是切點(diǎn).當(dāng)軸時(shí),.
(1)求拋物線C的方程;
(2)證明:.
【解析】(1)由題意,,當(dāng)軸時(shí),將代入有,解得,又故,解得.
故拋物線C的方程為.
(2)由(1),設(shè),直線的方程為,聯(lián)立拋物線方程有,故.
又拋物線方程,故,故切線的方程為,即,同理可得切線的方程為,聯(lián)立可得,解得,代入有,代入韋達(dá)定理可得.
故當(dāng)時(shí)有,當(dāng)時(shí),因?yàn)?故,也滿足.故恒成立.又,故.
所以,,故,故,故,即,即得證.
【例4】已知直線過(guò)原點(diǎn),且與圓交于,兩點(diǎn),,圓與直線相切,與直線垂直,記圓心的軌跡為曲線.
(1)求的方程;
(2)過(guò)直線上任一點(diǎn)作的兩條切線,切點(diǎn)分別為,,證明:
①直線過(guò)定點(diǎn);
②.
【解析】(1)如圖,設(shè),
因?yàn)閳A與直線相切,所以圓A的半徑為.
由圓的性質(zhì)可得,即,化簡(jiǎn)得.
因?yàn)榕c不重合,所以,
所以的方程為.
(2)證明:①由題意可知,與不重合.
如圖,設(shè),,則,
因?yàn)?所以切線的斜率為,
故,整理得.
設(shè),同理可得.
所以直線的方程為,
所以直線過(guò)定點(diǎn).
②因?yàn)橹本€的方程為,
由消去得,
所以,.
又
,
所以.
三、跟蹤檢測(cè)
1.(2023屆云南省名校高三上學(xué)期月考)已知拋物線的焦點(diǎn)為F,斜率為的直線l與E相切于點(diǎn)A.
(1)當(dāng),時(shí),求E的方程;
(2)若直線與l平行,與E交于B,C兩點(diǎn),且,設(shè)點(diǎn)F到的距離為,到l的距離為,試問(wèn):是否為定值?若是,求出定值;若不是,說(shuō)明理由.
【解析】(1)由得,則,
令,則,即,
則,所以,故拋物線E的方程為.
(2)設(shè),,,
則切線l的斜率,
則切線l的方程為:,即,
.
直線的方程為,化簡(jiǎn)得,
因?yàn)?所以,
由得,
則,即,
即.
由,則,,
所以.
故是定值,定值為3.
2.(2023屆河南省北大公學(xué)禹州國(guó)際學(xué)校高三上學(xué)期月考)已知拋物線C的頂點(diǎn)在坐標(biāo)原點(diǎn),焦點(diǎn)在y軸的正半軸上,直線l:經(jīng)過(guò)拋物線C的焦點(diǎn).
(1)求拋物線C的方程;
(2)若直線l與拋物線C相交于A,B兩點(diǎn),過(guò)A,B兩點(diǎn)分別作拋物線C的切線,兩條切線相交于點(diǎn)P,求△ABP面積的最小值.
【解析】(1)由題意,設(shè)拋物線C的方程為,
因?yàn)橹本€經(jīng)過(guò),即拋物線C的焦點(diǎn),
所以,解得,
所以拋物線C的方程為.
(2)設(shè)?,聯(lián)立方程組,整理得,
因?yàn)?且,,,
所以,
由,可得,則,
所以拋物線經(jīng)過(guò)點(diǎn)的切線方程是,
將代入上式整理得,
同理可得拋物線C經(jīng)過(guò)點(diǎn)B的切線方程為,
聯(lián)立方程組,解得,所以,
所以到直線的距離,
所以的面積,
因?yàn)?所以,
即當(dāng)時(shí),,所以面積的最小值為.
3.(2022屆浙江省紹興市高三上學(xué)期12月選考)已知拋物線的焦點(diǎn)是,如圖,過(guò)點(diǎn)作拋物線的兩條切線,切點(diǎn)分別是和,線段的中點(diǎn)為.
(1)求拋物線的標(biāo)準(zhǔn)方程;
(2)求證:直線軸;
(3)以線段為直徑作圓,交直線于,求 的取值范圍.
【解析】(1)設(shè)拋物線的方程為,
由題意可得,所以,所以拋物線方程.
(2)由(1),因?yàn)?設(shè),
直線的方程為,直線的方程為,
聯(lián)立上述兩直線方程,得點(diǎn)坐標(biāo),
又因?yàn)辄c(diǎn)為線段的中點(diǎn),所以點(diǎn)坐標(biāo),
因?yàn)?所以直線軸:
(3)因?yàn)辄c(diǎn),所以,則,圓心,
直線的斜率為,直線方程為,
,得,,,
圓心到直線的距離為,半徑,
,令,
在時(shí)單調(diào)遞減,.
4.(2022屆山東省濟(jì)寧市高三上學(xué)期期末)已知拋物線E:()上一點(diǎn)到其焦點(diǎn)F的距離為2.
(1)求實(shí)數(shù)的值;
(2)若過(guò)焦點(diǎn)F的動(dòng)直線與拋物線交于A、B兩點(diǎn),過(guò)A、B分別作拋物線的切線、,且、的交點(diǎn)為Q,、與y軸的交點(diǎn)分別為M、N.求面積的取值范圍.
【解析】(1)因?yàn)辄c(diǎn)到其焦點(diǎn)F的距離為2,由拋物線的定義知
解得
(2)由上問(wèn)可知,拋物線方程E:
設(shè),,(,),
設(shè)l:,聯(lián)立,得,
判別式,故R
,
設(shè):
聯(lián)立方程組,消x得,
所以
所以
則:,即,令,得,
同理:,,
聯(lián)立,得交點(diǎn)Q的橫坐標(biāo)為,
∴
∴面積的取值范圍是.
5.(2022屆百校聯(lián)盟高三上學(xué)期12月聯(lián)考)已知曲線C上任意一點(diǎn)到,距離之和為,拋物線E:的焦點(diǎn)是點(diǎn).
(1)求曲線C和拋物線E的方程;
(2)點(diǎn)是曲線C上的任意一點(diǎn),過(guò)點(diǎn)Q分別作拋物線E的兩條切線,切點(diǎn)分別為M,N,求的面積的取值范圍.
【解析】(1)依題意,曲線C是以,為左右焦點(diǎn),長(zhǎng)軸長(zhǎng)為的橢圓,則短半軸長(zhǎng)有,
曲線C的方程為:,即,在中,,即,
所以曲線C的方程為:,拋物線E的方程為:.
(2)顯然,過(guò)點(diǎn)Q的拋物線E的切線斜率存在且不為0,設(shè)切線方程為:,
由消去x并整理得:,
依題意,,設(shè)二切線斜率為,則,,
設(shè)斜率為的切線所對(duì)切點(diǎn),斜率為的切線所對(duì)切點(diǎn),
因此,,,于是得,,,
直線MN上任意點(diǎn),,由得:
,化簡(jiǎn)整理得:,
則直線MN的方程為:,點(diǎn)Q到直線MN的距離,
,
則的面積,
而點(diǎn)在曲線C上,即,,
在上單調(diào)遞減,當(dāng)時(shí),,當(dāng)時(shí),,
于是有,則,有
所以的面積的取值范圍是.
6.(2022屆四川省達(dá)州高三上學(xué)期診斷)過(guò)定點(diǎn)的動(dòng)圓始終與直線:相切.
(1)求動(dòng)圓圓心的軌跡的方程;
(2)動(dòng)點(diǎn)在直線上,過(guò)點(diǎn)作曲線的兩條切線分別交軸于B,D兩點(diǎn),當(dāng)?shù)拿娣e是時(shí),求點(diǎn)坐標(biāo).
【解析】(1)設(shè)動(dòng)圓圓心坐標(biāo)為,
因?yàn)檫^(guò)定點(diǎn)的動(dòng)圓始終與直線:相切,
可得,化簡(jiǎn)得,
即動(dòng)圓圓心的軌跡方程:.
(2)設(shè)動(dòng)點(diǎn),根據(jù)題意過(guò)點(diǎn)A作曲線C的切線斜率存在,
設(shè)為,所以切線方程為,
聯(lián)立方程組,整理得,且,
因?yàn)橛袃刹坏葘?shí)根,所以有兩條切線,斜率分別設(shè)為,,
所以,,
切線交軸于點(diǎn),
切線交軸于點(diǎn),
所以,
即,解得,
所以點(diǎn)坐標(biāo)為或.
7.(2022屆四川省成都市高三上學(xué)期考試)已知拋物線的焦點(diǎn)為.且與圓上點(diǎn)的距離的最小值為.
(1)求拋物線的方程;
(2)若點(diǎn)在圓上,,是的兩條切線.,是切點(diǎn),求面積的最大值.
【解析】(1)拋物線的焦點(diǎn)為,,
所以,與圓上點(diǎn)的距離的最小值為,解得;
所以拋物線的方程為.
(2)拋物線的方程為,即,對(duì)該函數(shù)求導(dǎo)得,
設(shè)點(diǎn),,,
直線的方程為,即,即,
同理可知,直線的方程為,
由于點(diǎn)為這兩條直線的公共點(diǎn),則,
所以,點(diǎn)、的坐標(biāo)滿足方程,
所以,直線的方程為,
聯(lián)立,可得,
由韋達(dá)定理可得,,
所以
點(diǎn)到直線的距離為,
所以,,
,
由已知可得,所以,當(dāng)時(shí),的面積取最大值.
8.(2022屆山西省懷仁市高三上學(xué)期期中)已知拋物線:的焦點(diǎn)為,準(zhǔn)線與軸交于點(diǎn),過(guò)點(diǎn)的直線與拋物線交于,兩點(diǎn),且.
(1)求拋物線的方程;
(2)設(shè),是拋物線上的不同兩點(diǎn),且軸,直線與軸交于點(diǎn),再在軸上截取線段,且點(diǎn)介于點(diǎn)點(diǎn)之間,連接,過(guò)點(diǎn)作直線的平行線,證明是拋物線的切線.
【解析】(1)解:設(shè)過(guò)點(diǎn)的直線方程為,,
聯(lián)立,得,
則,
所以,
,
因?yàn)?
所以,
化簡(jiǎn)得,所以,
當(dāng)過(guò)點(diǎn)的直線斜率不存在時(shí),則,
故,
又因?yàn)?
則,所以,
綜上所述,,
所以;
(2)證明:不妨設(shè)點(diǎn)P在第一象限,
則,
設(shè)直線PQ的方程為,,
聯(lián)立,消元整理得,
則,即故,即,
當(dāng)時(shí),,則,
又因,且點(diǎn)介于點(diǎn)點(diǎn)之間,則為的中點(diǎn),
所以,
則直線的斜率為,
因?yàn)橹本€平行直線,
所以直線的斜率為,
故直線的方程為,即,
聯(lián)立,消元整理得,
,
所以直線l與拋物線只有一個(gè)交點(diǎn),
有直線l斜率不為0,
所以是拋物線的切線.
9.已知拋物線,點(diǎn)在拋物線C上,過(guò)點(diǎn)M作拋物線C的切線,交x軸于點(diǎn)P,點(diǎn)O為坐標(biāo)原點(diǎn).
(1)求P點(diǎn)的坐標(biāo);
(2)點(diǎn)E的坐標(biāo)為,經(jīng)過(guò)點(diǎn)的直線交拋物線于A,B兩點(diǎn),交線段OM于點(diǎn)Q,記EA,EB,EQ的斜率分別為,,,是否存在常數(shù)使得.若存在,求出的值,若不存在,請(qǐng)說(shuō)明理由.
【解析】(1)因?yàn)樵趻佄锞€C上,所以,所以
所以拋物線C的方程為,即,則,
所以切線的斜率為,
所以過(guò)點(diǎn)M的切線方程為,即
聯(lián)立,解得P點(diǎn)的坐標(biāo)為
(2)由題意可知過(guò)點(diǎn)的直線的斜率存在,設(shè)為,線段所在的直線為,
聯(lián)立,解得Q點(diǎn)坐標(biāo)為,
所以
設(shè),,聯(lián)立,得,
所以,.
則
所以,即存在滿足條件.
10.如圖,已知為二次函數(shù)的圖像上異于頂點(diǎn)的兩個(gè)點(diǎn),曲線在點(diǎn)處的切線相交于點(diǎn).
(1)利用拋物線的定義證明:曲線上的每一個(gè)點(diǎn)都在一條拋物線上,并指出這條拋物線的焦點(diǎn)坐標(biāo)和準(zhǔn)線方程;
(2)求證:成等差數(shù)列,成等比數(shù)列;
(3)設(shè)拋物線焦點(diǎn)為,過(guò)作垂直準(zhǔn)線,垂足為,求證:.
【解析】(1)證明:令,直線:,曲線上任意一點(diǎn),又,
則點(diǎn)到直線的距離,
則
,
即曲線上任意一點(diǎn)到點(diǎn)的距離與到直線:的距離相等,
且點(diǎn)不在直線:上,
所以曲線上的每一個(gè)點(diǎn)都在一條拋物線上,拋物線的方程即為,焦點(diǎn)坐標(biāo)為,準(zhǔn)線方程為;
(2)解:對(duì)于,則,所以,,
即過(guò)點(diǎn)、的切線方程分別為、,
又,,所以、,
由,解得,即,
即,,又,
所以、、成等差數(shù)列,、、成等比數(shù)列;
(3)解:由(2)可知,,,所以,
如圖,設(shè),,與軸分別交于點(diǎn)、、,
則,,,
又,,
所以,
,
即,
所以;
11.已知拋物線上的任意一點(diǎn)到的距離比到x軸的距離大1.
(1)求拋物線的方程;
(2)若過(guò)點(diǎn)的直線l與拋物線交于A,B兩點(diǎn),過(guò)A,B兩點(diǎn)分別作拋物線的切線,兩條切線交于點(diǎn)Q,求重心G的軌跡方程.
【解析】(1)由拋物線的定義可得,∴拋物線的方程為;
(2)由題意可得直線的斜率存在,設(shè)其為k,設(shè),則直線的方程為;代入拋物線方程得,則有,
∵,∴,∴,即①
同理可得②,①-②有,得,∴.∴
又,設(shè),則,
消k得,所以G的軌跡方程為.
12.已知拋物線的焦點(diǎn)為F,點(diǎn)為拋物線上一點(diǎn),拋物線C在點(diǎn)P處的切線與y軸相交于點(diǎn)Q,且的面積為2.
(1)求拋物線的方程.
(2)若斜率不為0的直線l過(guò)焦點(diǎn)F,且交拋物線C于A,B兩點(diǎn),線段AB的中垂線與y軸交于點(diǎn)M,證明:為定值.
【解析】(1)將代入得,
設(shè)拋物線的切線方程為,代入整理得:
由題知,解得
又,所以
所以,解得
所以拋物線的方程為
(2)記AB中點(diǎn)為N,
設(shè)直線AB方程為,代入整理得:
,
則
所以
因?yàn)镹為AB中點(diǎn),所以,
所以直線MN的方程為
則
所以
所以
13.(2022屆新未來(lái)4月聯(lián)考)已知直線與拋物線交于A,B兩點(diǎn),過(guò)A,B兩點(diǎn)且與拋物線C相切的兩條直線相交于點(diǎn)D,當(dāng)直線軸時(shí),.
(1)求拋物線C的標(biāo)準(zhǔn)方程;
(2)求的最小值.
【解析】(1)當(dāng)直線軸時(shí),,代入解得,∴,得,∴拋物線C的標(biāo)準(zhǔn)方程為;
(2)設(shè).聯(lián)立得.∴①,
∵直線恒過(guò)點(diǎn),且與拋物線有兩個(gè)交點(diǎn),點(diǎn)在拋物線上,∴,
當(dāng)直線和直線斜率存在時(shí),設(shè)直線,聯(lián)立∴,,
∴,∴,同理,設(shè)直線,則,聯(lián)立∴
由①可知,∴,即,∴點(diǎn)D在直線上.
當(dāng)直線或直線斜率不存在時(shí),即直線l過(guò)原點(diǎn)時(shí),,過(guò)原點(diǎn)的切線方程為,易知另外一點(diǎn)為,
過(guò)點(diǎn)的切線方程設(shè)為,聯(lián)立,得,
,解得,即切線方程.此時(shí)交點(diǎn)D的坐標(biāo)為,在直線上,
故的最小值為原點(diǎn)到直線的距離,即.
14.過(guò)原點(diǎn)O的直線與拋物線C:()交于點(diǎn)A,線段OA的中點(diǎn)為M,又點(diǎn),.在下面給出的三個(gè)條件中任選一個(gè)填在橫線處,并解答下列問(wèn)題:
①,②;③的面積為.
(1)______,求拋物線C的方程;
(2)在(1)的條件下,過(guò)y軸上的動(dòng)點(diǎn)B作拋物線C的切線,切點(diǎn)為Q(不與原點(diǎn)O重合),過(guò)點(diǎn)B作直線l與OQ垂直,求證:直線l過(guò)定點(diǎn).
注:如果選擇多個(gè)條件分別解答,按第一個(gè)解答計(jì)分.
【解析】(1)由題意知直線OA的斜率存在且不為0,設(shè)其方程為,
由得或即,
所以線段OA的中點(diǎn).
因?yàn)?所以直線PM的斜率存在,.
所以,解得,
所以直線OA的方程為,.
若選①,不妨令,
由,得,解得(舍去),
所以拋物線C的方程為.
若選②,因?yàn)?,
所以點(diǎn)P到直線OA的距離為,即,
解得(舍去),所以拋物線C的方程為.
若選③,不妨令,
因?yàn)?
點(diǎn)P到直線OA的距離,
所以,解得(舍去),
所以拋物線C的方程為.
(2)由題意可知切線BQ的斜率存在且不為0.
設(shè),切線BQ的方程為,
由得,(*)
所以,解得,
所以方程(*)的根為,
代入得,所以切點(diǎn),
于是,則,
所以直線l的方程為,即,
所以當(dāng)b變化時(shí),直線l恒過(guò)定點(diǎn).
15.已知拋物線,其焦點(diǎn)為F,拋物線上有相異兩點(diǎn),.
(1)若軸,且經(jīng)過(guò)點(diǎn)A的拋物線的切線經(jīng)過(guò)點(diǎn),求拋物線方程;
(2)若,且,線段AB的中垂線交x軸于點(diǎn)C,求面積的最大值.
【解析】(1)拋物線,焦點(diǎn)坐標(biāo)為,因?yàn)?所以,所以,又,所以,所以過(guò)A點(diǎn)的切線的斜率,所以切線方程為,令得,所以,所以
(2)若,則拋物線為,焦點(diǎn)為,準(zhǔn)線方程為,因?yàn)?所以,所以,設(shè)直線的方程為,聯(lián)立得,
所以,,
所以,即,
所以,解得,
當(dāng)時(shí),直線方程為,則,,所以的中垂線恰為軸,則,所以,
當(dāng),且時(shí),
又的中點(diǎn)坐標(biāo)為,所以的中垂線的方程為,令得,所以,所以到的距離,又,
所以
令,則,,因?yàn)?所以當(dāng)時(shí),在上單調(diào)遞增,當(dāng)時(shí),在上單調(diào)遞減,所以
所以
所以
16.設(shè)拋物線:()的焦點(diǎn)為,點(diǎn)()在拋物線上,且滿足.
(1)求拋物線的標(biāo)準(zhǔn)方程;
(2)過(guò)點(diǎn)的直線與拋物線交于,兩點(diǎn),分別以,為切點(diǎn)的拋物線的兩條切線交于點(diǎn),求三角形周長(zhǎng)的最小值.
【解析】(1)由拋物線定義,得,得,
∴拋物線的標(biāo)準(zhǔn)方程為;
(2)設(shè),,直線的方程為,
∴聯(lián)立,消掉,得,,
∴,,
設(shè),處的切線斜率分別為,,則,,
∴在點(diǎn)的切線方程為,即①,
同理,在的切線方程為②,
由①②得:,代入①或②中可得:,
∴,即在定直線上,
設(shè)點(diǎn)關(guān)于直線的對(duì)稱點(diǎn)為,則,由(1)知,
∵,即三點(diǎn)共線時(shí)等號(hào)成立,
∴三角形周長(zhǎng)最小值為.
17.已知圓與定直線,且動(dòng)圓與圓外切并與直線相切.
(1)求動(dòng)圓圓心的軌跡的方程;
(2)已知點(diǎn)是直線上一個(gè)動(dòng)點(diǎn),過(guò)點(diǎn)作軌跡的兩條切線,切點(diǎn)分別為、.
①求證:直線過(guò)定點(diǎn);
②求證:.
【解析】(1)依題意知:到的距離等于到直線的距離,
動(dòng)點(diǎn)的軌跡是以為焦點(diǎn),直線為準(zhǔn)線的拋物線,
設(shè)拋物線方程為,則,則,即拋物線的方程為,
故:動(dòng)圓圓心的軌跡的方程為:;
(2)①由得:,,
設(shè)、,,其中,
則切線的方程為,即,
同理,切線的方程為,
由,解得,,即,
、,
直線的方程為,化簡(jiǎn)得,
即,
故直線過(guò)定點(diǎn);
②由①知:直線的斜率為,
(i)當(dāng)直線的斜率不存在時(shí),直線的方程為,,;
(ii)當(dāng)直線的斜率存在時(shí),、,
直線的斜率,,
,.
綜上所述:得證.
18.設(shè)拋物線:,其焦點(diǎn)為 ,準(zhǔn)線為,點(diǎn)為上的一點(diǎn),過(guò)點(diǎn)作直線的垂線,垂足為,且,.
(1)求拋物線的方程;
(2)設(shè)點(diǎn)為外的一點(diǎn)且點(diǎn)不在坐標(biāo)軸上,過(guò)點(diǎn)作拋物線的兩條切線,切點(diǎn)分別為,,過(guò)點(diǎn)作軸的垂線,垂足為,連接 ,,證明:直線與直線關(guān)于軸對(duì)稱.
【解析】(1),為等邊三角形,,
又,
設(shè)直線交軸于點(diǎn),則在中,,的方程為
(2)設(shè)點(diǎn),,,又的方程為可化為,
所以過(guò)點(diǎn)且與相切的直線的斜率為,過(guò)點(diǎn)且與相切的直線的斜率為,所以直線的方程為,直線的方程為.
又直線與均過(guò)點(diǎn),,,
又,,,,
所以直線的方程為,
聯(lián)立方程和得方程組
消去得,
,,,
,
又,
則直線的斜率;直線的斜率,,
,
,
所以直線與直線關(guān)于軸對(duì)稱.
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