如图,已知抛物线C:y2=2px和⊙M:(x﹣4)2+y2=1,过抛物线C上一点H(x0,y0)(y0≥1)作...
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如图,已知抛物线C:y2=2px和⊙M:(x﹣4)2+y2=1,过抛物线C上一点H(x0,y0)(y0≥1)作两条直线与⊙M相切于A、两点,分别交抛物线为E、F两点,圆心点M到抛物线准线的距离为.
(Ⅰ)求抛物线C的方程;
(Ⅱ)当∠AHB的角平分线垂直x轴时,求直线EF的斜率;
(Ⅲ)若直线AB在y轴上的截距为t,求t的最小值.
【回答】
【考点】圆与圆锥曲线的综合;利用导数研究函数的单调*;利用导数求闭区间上函数的最值;抛物线的标准方程.
【专题】综合题.
【分析】(Ⅰ)利用点M到抛物线准线的距离为,可得,从而可求抛物线C的方程;
(Ⅱ)法一:根据当∠AHB的角平分线垂直x轴时,点H(4,2),可得kHE=﹣kHF,设E(x1,y1),F(x2,y2),可得y1+y2=﹣2yH=﹣4,从而可求直线EF的斜率;
法二:求得直线HA的方程为,与抛物线方程联立,求出E,F的坐标,从而可求直线EF的斜率;
(Ⅲ)法一:设A(x1,y1),B(x2,y2),求出直线HA的方程,直线HB的方程,从而可得直线AB的方程,令x=0,可得,再利用导数法,即可求得t的最小值.
法二:求以H为圆心,HA为半径的圆方程,⊙M方程,两方程相减,可得直线AB的方程,当x=0时,直线AB在y轴上的截距(m≥1),再利用导数法,即可求得t的最小值.
【解答】解:(Ⅰ)∵点M到抛物线准线的距离为=,
∴,∴抛物线C的方程为y2=x.
(Ⅱ)法一:∵当∠AHB的角平分线垂直x轴时,点H(4,2),∴kHE=﹣kHF,
设E(x1,y1),F(x2,y2),∴,∴,
∴y1+y2=﹣2yH=﹣4.
∴.
法二:∵当∠AHB的角平分线垂直x轴时,点H(4,2),∴∠AHB=60°,可得,,
∴直线HA的方程为,
联立方程组,得,
∵
∴,.
同理可得,,∴.
(Ⅲ)法一:设A(x1,y1),B(x2,y2),∵,∴,
∴直线HA的方程为(4﹣x1)x﹣y1y+4x1﹣15=0,
同理,直线HB的方程为(4﹣x2)x﹣y2y+4x2﹣15=0,
∴,,
∴直线AB的方程为,
令x=0,可得,
∵,∴t关于y0的函数在[1,+∞)上单调递增,
∴当y0=1时,tmin=﹣11.
法二:设点H(m2,m)(m≥1),HM2=m4﹣7m2+16,HA2=m4﹣7m2+15.
以H为圆心,HA为半径的圆方程为(x﹣m2)2+(y﹣m)2=m4﹣7m2+15,①
⊙M方程:(x﹣4)2+y2=1.②
①﹣②得:直线AB的方程为(2x﹣m2﹣4)(4﹣m2)﹣(2y﹣m)m=m4﹣7m2+14.
当x=0时,直线AB在y轴上的截距(m≥1),
∵,∴t关于m的函数在[1,+∞)上单调递增,
∴当m=1时,tmin=﹣11.
【点评】本题以抛物线与圆的方程为载体,考查抛物线的标准方程,考查直线方程,同时考查利用导数法解决函数的最值问题,综合*较强.
知识点:导数及其应用
题型:综合题
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