如图,已知抛物线C:x 2 =2py(p>0)与圆O:x 2 y 2 =8相交于A、B两点,且 OA ?
如图,已知抛物线C:x 2 =2py(p>0)与圆O:x 2 y 2 =8相交于A、B两点,且 OA ? OB =0 (O为坐标原点),直线l与圆O相切,切点在劣弧AB(含A、B两点)上,且与抛物线C相交于M、N两点,d是M、N两点到抛物线C的焦点的距离之和.
(Ⅰ)求p的值;
(Ⅱ)求d的最大值,并求d取得最大值时直线l的方程.
(Ⅰ)设点A的坐标为(x 1 ,y 1 )(x 1 <0),
由于抛物线C和圆O关于y轴对称,故点B的坐标为(-x 1 ,y 1 ).
∵ OA ? OB =0 ,
∴x 1 ?(-x 1 ) y 1 2 =0,
即-x 1 2 y 1 2 =0.
∵点A在抛物线C上,
∴x 1 2 =2py 1 .
∴-2py 1 y 1 2 =0,即y 1 (-2p y 1 )=0.
∵y 1 ≠0,
∴y 1 =2p.
∴x 1 =-2p.
∴点A的坐标为(-2p,2p).
∵点A在圆O上,
∴(-2p) 2 (2p) 2 =8,又p>0,解得p=1.
(Ⅱ)解法1:设直线l的方程为:y=kx b,因为l是圆O的切线,则有 |k?0-0 b| k 2 1 =2 2 ,
又b>0,则 b=2 2 k 2 2 .
即l的方程为: y=kx 2 2 k 2 2 .
联立 y=kx 2 2 k 2 2 x 2 =2y。
即 y 2 -(2 k 2 4 2 k 2 2 )y 8( k 2 1)=0 .
设M(x M ,y M ),N(x N ,y N ),则 y M y N =2 k 2 4 2 k 2 2 .
如图,设抛物线C的焦点为F,准线为L,作MM 1 ⊥L,NN 1 ⊥L,垂足分别为M 1 ,N 1 .
由抛物线的定义有:d=|MF| |NF|=|MM 1 | |NN 1 |=y M y N 1= 2 k 2 4 2 k 2 2 1 .
令 t= 2 k 2 2 ,则2k 2 =t 2 -2.
∴d=t 2 4t-1=(t 2) 2 -5.
又∵-1≤k≤1,
∴ 2 ≤t≤2 .
∴当t=2时,d有最大值11.
当t=2时,k=±1,故直线l的方程为y=±x 4.
解法2:设直线l与圆O相切的切点坐标为(x 0 ,y 0 ),则切线l的方程为x 0 x y 0 y=8.
由 x 0 x y 0 y=8 x 2 =2y 消去x,得y 0 2 y 2 -(16y 0 2x 0 2 )y 64=0.
设M(x M ,y M ),N(x N ,y N ),则 y M y N = 16 y 0 2 x 20 y 20 .
如图,设抛物线C的焦点为F,准线为L,作MM 1 ⊥L,NN 1 ⊥L,垂足分别为M 1 ,N 1 .
由抛物线的定义有:d=|MF| |NF|=|MM 1 | |NN 1 |=y M y N 1= 16 y 0 2 x 20 y 20 1 .
∵x 0 2 =8-y 0 2 , d= 16 y 0 2(8- y 20 ) y 20 1 = 16 y 20 16 y 0 -1 = 16( 1 y 0 1 2 ) 2 -5 .
∵ 2≤ y 0 ≤2
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男孩0742 | 四级 采纳率65%
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