??y+2=k(x-a),2由?2消去y得x-4kx+4ka+8=0, ??x=4y,
由Δ=16k-4(4ak+8)=0,化简得k-ak-2=0. 所以k1k2=-2.
1212
由x=4y,得y=x,所以y′=x. 42设直线PA的斜率为k1,直线PB的斜率为k2. 11
所以k1=x1,k2=x2.
221
所以x1x2=-2,得x1x2=-8.
4121212
又y1y2=x1·x2=(x1x2)=4,
4416所以x1x2+y1y2=-4,为定值. (2)直线PA的垂直平分线方程为 y1-22x1+a
y-=-(x-),
2x12
122
由于y1=x1,又由(1)得x1-8=2ax1,
4
ax12x1+a
所以直线PA的垂直平分线方程为y-=-(x-).①
4x12ax22x2+a
同理,直线PB的垂直平分线方程为y-=-(x-).②
4x223a
由①②解得x=a,y=1+,
223a
所以点M(a,1+).
22抛物线C的焦点为F(0,1),
3a→→
则MF=(-a,-),PF=(-a,3),
22→→3a3a
所以MF·PF=-=0,
22
→→
所以MF⊥PF,所以以PM为直径的圆恒过点F.
5.(2017·长沙一模)如图,P是直线x=4上一动点,以P为圆心的圆Γ过定点B(1,0),直线l是圆Γ在点B处的切线,过A(-1,0)作圆Γ的两条切线分别与l交于E,F两点.
(1)求证:|EA|+|EB|为定值;
(2)设直线l交直线x=4于点Q,证明:|EB|·|FQ|=|FB|·|EQ|. 解析 (1)设AE切圆Γ于点M,直线x=4与x轴的交点为N,
5
2
222
2
22
故|EM|=|EB|.
从而|EA|+|EB|=|AM|=|AP|-|PM|=|AP|-|PB|=|AN|-|BN|=25-9=4. 所以|EA|+|EB|为定值4.
(2)由(1)同理可知|FA|+|FB|=4, xy
故E,F均在椭圆+=1上.
43设直线EF的方程为x=my+1(m≠0). 33
令x=4,求得y=,即Q点纵坐标yQ=. mmx=my+1,??22
22
由?xy得(3m+4)y+6my-9=0.
+=1,??43设E(x1,y1),F(x2,y2), 则有y1+y2=-
6m9
,y1y2=-2. 2
3m+43m+4
2
2
222222因为E,B,F,Q在同一条直线上,
所以|EB|·|FQ|=|FB|·|EQ|等价于(yB-y1)(yQ-y2)=(y2-yB)(yQ-y1), 33
即-y1·+y1y2=y2·-y1y2,
mm3
等价于2y1y2=(y1+y2)·.
m
6m9
将y1+y2=-2,y1y2=-2代入,知上式成立.
3m+43m+4所以|EB|·|FQ|=|FB|·|EQ|.
解析几何专练(二)·作业(二十四)
p
1.(2017·江西五市联考二)已知抛物线C的顶点在坐标原点O,焦点F(,0)(p>0),过点F的直线l与
2抛物线C交于A,B两点,△OAB面积的最小值为8. (1)求抛物线C的标准方程;
(2)过焦点F作垂直于直线l的直线交抛物线C于点D,E,记AB,DE的中点分别为M,N. (ⅰ)证明:直线MN过定点;
(ⅱ)求以AB,DE为直径的两圆公共弦的中点的轨迹方程.
p2
解析 (1)设A(x1,y1),B(x2,y2),抛物线C:y=2px,直线l的方程为x=my+. 2p??x=my+,2得y2-2pmy-p2=0. 由?
??y2=2px,
6
所以y1+y2=2pm,y1y2=-p.
|AB|=1+m·(y1+y2)-4y1y2=(1+m)(4pm+4p)=2p(m+1). 因为点O到直线l的距离d=
p21+m
2
2222222
2
,
1122
所以△OAB的面积S=|AB|·d=p·1+m,
2212
当m=0时,Smin=p=8,所以p=4.
2所以抛物线C的标准方程为y=8x.
(2)(ⅰ)由y1+y2=8m,得x1+x2=m(y1+y2)+4=8m+4, 所以M(4m+2,4m).
144
易知m≠0,把m换成-,得N(2+2,-).
mmm当直线MN的斜率不存在时,
42
4m+2=2+2,得m=±1,此时直线MN:x=6;
m当直线MN的斜率存在时,得直线MN: mx-(m-1)y-6m=0,过定点(6,0). (ⅱ)由(ⅰ)得以AB为直径的圆M的方程为 (x-4m-2)+(y-4m)=16(m+1)①
1
易得m≠0,把m换成-得以DE为直径的圆N的方程为
m442122
(x-2-2)+(y+)=16(2+1)②
mmm
①-②得两圆的公共弦所在直线的方程为(m-1)x+my=0,
当直线MN的斜率存在时,将直线MN的方程mx-(m-1)y-6m=0与公共弦所在直线方程联立,消去m,得两圆公共弦中点的轨迹方程为x+y-6x=0(x≠0).
当直线MN的斜率不存在时,直线MN与公共弦的交点为(6,0),满足方程x+y-6x=0, 故所求公共弦中点的轨迹方程为x+y-6x=0(x≠0).
x2
2.(2017·青岛质检一)已知椭圆Γ:2+y=1(a>1)的左焦点为F1,右顶点为A1,上顶点为B1,过F1,A1,
aB1三点的圆P的圆心坐标为((1)求椭圆的方程;
(2)若直线l:y=kx+m(k,m为常数,k≠0)与椭圆Γ交于不同的两点M和N. →→
(ⅰ)当直线l过E(1,0),且EM+2EN=0时,求直线l的方程;
3-21-6
,). 22
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
7
(ⅱ)当坐标原点O到直线l的距离为解析 (1)∵A1(a,0),B1(0,1),
3
时,求△MON面积的最大值. 2
a11
∴A1B1的中点为(,),A1B1的斜率为-. 22a1a
∴A1B1的垂直平分线方程为y-=a(x-).
22∵圆P过点F1,A1,B1三点, ∴圆心P在A1B1的垂直平分线上, ∴
1-613-2a
-=a(-), 2222
解得a=3或a=-2(舍去), x2
∴椭圆的方程为+y=1.
3(2)设M(x1,y1),N(x2,y2),
x??+y2=1,2222由?3可得(3k+1)y-2my+m-3k=0, ??y=kx+m,2mm-3k∴y1+y2=2,y1y2=2.①
3k+13k+1(ⅰ)由题可知直线l的斜率存在. ∵直线l过点E(1,0),∴k+m=0.② →→
∵EM+2EN=0,
∴(x1-1,y1)+2(x2-1,y2)=(0,0), 从而y1+2y2=0.③
由①②③可得k=1,m=-1或k=-1,m=1. ∴直线l的方程为y=x-1或y=-x+1. (ⅱ)∵坐标原点O到直线l的距离为∴
|m|
3322
=?m=(k+1),④ 2
4k+12
1
1+2|y2-y1|=k
22
2
2
2
3, 2
结合①式|MN|=
211+2×k
(y1+y2)-4y1y2=
21+
12×k
2mm-3k2
(2)-4×2,⑤ 3k+13k+1由④⑤得|MN|=
3(k+1)(9k+1)
, 22
(3k+1)
22 8