已知拋物線(xiàn)C:x2=2py(p>0)的焦點(diǎn)為F,A,B為拋物線(xiàn)上異于坐標(biāo)原點(diǎn)O的不同兩點(diǎn),拋物線(xiàn)C在A,B處的切線(xiàn)分別為l1,l2,且l1⊥l2,l1與l2相交于點(diǎn)D.
(Ⅰ)求點(diǎn)D的軌跡方程;
(Ⅱ)假設(shè)D點(diǎn)的坐標(biāo)為(
3
2
,-1),問(wèn)是否存在經(jīng)過(guò)A,B兩點(diǎn)且與l1,l2都相切的圓?若存在,求出該圓的方程;若不存在,請(qǐng)說(shuō)明理由.
考點(diǎn):直線(xiàn)與圓錐曲線(xiàn)的綜合問(wèn)題
專(zhuān)題:圓錐曲線(xiàn)中的最值與范圍問(wèn)題
分析:(I)設(shè)A(x1,
x
2
1
2p
)
,B(x2,
x
2
2
2p
)
.由拋物線(xiàn)C:x2=2py(p>0),可得y′=
x
p
.可得拋物線(xiàn)C在A,B處的切線(xiàn)l1,l2的斜率.由于l1⊥l2,可得x1x2=-p2.可得拋物線(xiàn)C在A,B處的切線(xiàn)方程.化簡(jiǎn)為:
x
2
1
-2xx1+2py
=0,
x
2
2
-2xx2+2py=0
.由于x1≠x2,可得x1,x2是一元二次方程t2-2xt+2py=0的兩個(gè)實(shí)數(shù)根.即可得出.
(II)D點(diǎn)的坐標(biāo)為(
3
2
,-1),可得p=2,拋物線(xiàn)的方程為:x2=4y.
假設(shè)存在經(jīng)過(guò)A,B兩點(diǎn)且與l1,l2都相切的圓.由(I)可得x1,x2是一元二次方程t2-3t-4=0的兩個(gè)實(shí)數(shù)根.
可得A(-1,
1
4
)
,B(4,4).可得過(guò)點(diǎn)A與l1垂直的直線(xiàn)方程,過(guò)點(diǎn)B與l2垂直的直線(xiàn)方程,聯(lián)立即可得出圓心坐標(biāo),進(jìn)而得出半徑.
解答: 解:(I)設(shè)A(x1,
x
2
1
2p
)
,B(x2,
x
2
2
2p
)

由拋物線(xiàn)C:x2=2py(p>0),可得y′=
x
p

則拋物線(xiàn)C在A,B處的切線(xiàn)l1,l2的斜率分別為
x1
p
,
x2
p

∵l1⊥l2,∴
x1
p
×
x2
p
=-1,解得x1x2=-p2
∴拋物線(xiàn)C在A,B處的切線(xiàn)分別為l1y-
x
2
1
2p
=
x1
p
(x-x1)
,
l2y-
x
2
2
2p
=
x2
p
(x-x2)
,.
化簡(jiǎn)為:
x
2
1
-2xx1+2py
=0,
x
2
2
-2xx2+2py=0

∵x1≠x2,∴x1,x2是一元二次方程t2-2xt+2py=0的兩個(gè)實(shí)數(shù)根.
∴x1x2=2py,
∴2py=-p2,解得y=-
p
2

∴點(diǎn)D的軌跡方程為:y=-
p
2

(2)∵D點(diǎn)的坐標(biāo)為(
3
2
,-1),∴-
p
2
=-1,解得p=2.
∴拋物線(xiàn)的方程為:x2=4y.
假設(shè)存在經(jīng)過(guò)A,B兩點(diǎn)且與l1,l2都相切的圓.
則x1,x2是一元二次方程t2-3t-4=0的兩個(gè)實(shí)數(shù)根.
取x1=-1,x2=4,∴A(-1,
1
4
)
,B(4,4).
過(guò)點(diǎn)A與l1垂直的直線(xiàn)方程為:y-
1
4
=2(x+1)
,化為8x-4y+9=0.
過(guò)點(diǎn)B與l2垂直的直線(xiàn)方程為:y-4=-
1
2
(x-4),化為x+2y-12=0.
聯(lián)立
8x-4y+9=0
x+2y-12=0
,解得
x=
3
2
y=
21
4
,
∴所求的圓的圓心為M(
3
2
,
21
4
)
,半徑r2=|MA|2=(
3
2
+1)2
+(
21
4
-
1
4
)2
=
125
4

故所求的圓的方程為(x-
3
2
)2+(y-
21
4
)2=
125
4
點(diǎn)評(píng):本題考查了拋物線(xiàn)的標(biāo)準(zhǔn)方程及其性質(zhì)、直線(xiàn)與拋物線(xiàn)相切問(wèn)題、利用導(dǎo)數(shù)的幾何意義可得切線(xiàn)的斜率、圓的方程等基礎(chǔ)知識(shí)與基本技能方法,考查了推理能力與計(jì)算能力,屬于難題.
練習(xí)冊(cè)系列答案
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若集合A={x||x|≤1,x∈R},集合B為函數(shù)f(x)=log2(3x+1)的值域,則A∩B=( 。
A、{x|0<x≤1}
B、{x|x≥0}
C、{x|0≤x≤1}
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(Ⅰ)若對(duì)任意x≥1,不等式f(x)≥1恒成立,求實(shí)數(shù)a的取值范圍;
(Ⅱ)如果當(dāng)a>-
e
2
時(shí),關(guān)于x的不等式f(x)+b<0在實(shí)數(shù)范圍內(nèi)總有解,求實(shí)數(shù)b的取值范圍.

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設(shè)不等式組
x≤4
y≥0
y≤nx(x∈N*)
所表示的平面區(qū)域?yàn)镈n,記Dn內(nèi)整點(diǎn)的個(gè)數(shù)為an(橫縱坐標(biāo)均為整數(shù)的點(diǎn)稱(chēng)為整點(diǎn)).
(1)n=2時(shí),先在平面直角坐標(biāo)系中作出區(qū)域D2,再求a2的值;
(2)求數(shù)列{an}的通項(xiàng)公式;
(3)記數(shù)列{an}的前n項(xiàng)的和為Sn,試證明:對(duì)任意n∈N*恒有
S1
22S2
+
S2
32S3
+…+
Sn
(n+1)2Sn+1
5
12
成立.

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(Ⅰ)求{an}的通項(xiàng)公式;
(Ⅱ)設(shè)bn=
1
anan+1
,求{bn}的前n項(xiàng)和Tn;
(Ⅲ)在(Ⅱ)的條件下,對(duì)任意n∈N*,Tn
m
32
都成立,求整數(shù)m的最大值.

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