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如题所述

第1个回答  2014-02-22
郭敦顒回答:
F是抛物线C:x²=2py(p>0)的焦点,M是第一象限内抛物线C上的任一点,过M、F、O三点的圆的圆心为Q,Q到抛物线C准线的距离为3/4,
(1)求抛物线C的方程,
抛物线C的焦点坐标为F(0,p/2),准线:y=-p/2,
∵OF是⊙Q的弦,OF的中点为G,连QG,则QG⊥OF,
G的焦点坐标为(0,p/4),
Q到抛物线C准线的距离=G到抛物线C准线的距离=(3/4)p=2/4,
∴p=1,
∴抛物线C的方程是:x²=2y。
(2)是否存在点M,使得直线QM与抛物线C相切于M?
不存在点M,使得直线QM与抛物线C相切于M。
如果存在切点M,则点Q在抛物线C之外;但OM既是⊙Q的弦,又是抛物线C的弦,所以Q在抛物线C之内(GQ与抛物线C的交点为A,Q在GA间)。Q在抛物线C之内与Q在抛物线C之外相矛盾,所以,不存在点M,使得直线QM与抛物线C相切于M。
(3)若点M的横坐标为√2,直线:y=kx+1/4与抛物线C有两个交点A、B,与⊙Q有两个交点D、E,求当1/2<k<2时|AB|²+| DE|²的最小值。
∵点M的横坐标x=√2,代入抛物线C的方程x²=2y,
∴y=x²/2=1,M的坐标为M(√2,1)
连OM,则OM=√(2+1)=√3,OM的斜率k1=1/√2=(1/2)√2,
取OM的中点F,连FQ, F坐标为F((1/2)√2,1/2),
则FQ⊥OM,FQ的斜率k2=-1/[(1/2)√2]= -√2
FQ的方程按点斜式有:y-1/2=-√2[x-(1/2)√2]= -(√2)x+1,
∴y=-(√2)x+3/2,与GM的方程y=1联立得,
1=-(√2)x+3/2,(√2)x=1/2,∴x=(1/4)√2,
∴Q坐标为Q((1/4)√2,1),
⊙Q的半径r=OQ=√(1/8+1)=(3/4)√2,
⊙Q的方程是:[x-(1/4)√2] ²+[ y-1] ²=(3/4)√2,
直线:y=kx+1/4与抛物线C:x²=2y联立得,
2x²-kx-1/4=0,
当k=2时,x²-x-1/8=0,x1=1/2+(1/4)√2,x2=1/2-(1/4)√2,
y1=2x+1/4=1+(1/2)√2+1/4=5/4+(1/2)√2
y2=5/4-(1/2)√2
√[(x1-x2)²+(y1-y2)²]=√[1/2+1/2]= ±1
| A B |=1;
当k=1/2时,对于2x²-kx-1/4=0,
x²-x/4-1/8=0,x1=1/8+3/4=7/8,x2=1/8-3/4=-5/8
y1=2x+1/4=2,y2=2x+1/4=-1
√[(x1-x2)²+(y1-y2)²]=√[9/4+9]= ±(3/2)√5
| A B |=(3/2)√5
∴1<| A B |²<45/4。

y=kx+1/4与⊙Q的方程[x-(1/4)√2] ²+[ y-1] ²=(3/4)√2联立得,
[x-(1/4)√2] ²+[ kx+1/4-1] ²=(3/4)√2
[x-(1/4)√2] ²+[ kx-3/4] ²=(3/4)√2
当k=2时,
x²-(1/8)x+1/8+4x²-3x+9/16=(3/4)√2
5x²-(25/8)x+11/16-(3/4)√2=0
x1=5/16+0.15174=0.46424,x2=5/16-0.15174=0.16076,
y1=2x+1/4=1.17848,y2=2x+1/4=0.57152,
√[(x1-x2)²+(y1-y2)²]=√[0.0921+0.36838]= √0.46048=±0.6786,
∴| DE|=0.6786;
当k=1/2时,对于[x-(1/4)√2] ²+[ kx-3/4] ²=(3/4)√2,
x²-(1/8)x+1/8+(1/4)x²-3x/4+9/16=(3/4)√2
5x²-(7/2)x+11/4-3√2=0
x1=7/5+0.64887=2.04887,x2=7/5-0.64887=0.75113,
y1=2x+1/4=4.34774,y2=2x+1/4=1.75226
√[(x1-x2)²+(y1-y2)²]=√[1.6841+6.7365]= √8.4206=±2.9018,
∴| DE|=2.9018,
∴0.6786<|DE|<2.9018,
∴0.4605<|DE|²<8.4204。
∴min(|AB|²+| DE|²)>1+0.4605=1.4605。

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