问题
解答题
已知正三角形OAB的三个顶点都在抛物线y2=2x上,其中O为坐标原点,设圆C是OAB的内接圆(点C为圆心) (I)求圆C的方程; (II)设圆M的方程为(x-4-7cosθ)2+(y-7cosθ)2=1,过圆M上任意一点P分别作圆C的两条切线PE,PF,切点为E,F,求
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答案
(I)解法一:设A,B两点坐标分别为(
,y1),(y 21 2
,y2),y 22 2
由题设知
=(
)2+y 21 2 y 22
=(
)2+y12 2 y 22 (
-y 21 2
)2+(y1-y2)2y 22 2
解得y12=y22=12,
所以A(6,2
),B(6,-23
)或A(6,-23
),B(6,23
).3
设圆心C的坐标为(r,0),则r=
×6=4,2 3
所以圆C的方程为(x-4)2+y2=16.
解法二:设A,B两点坐标分别为(x1,y1),(x2,y2),由题设知x12+y12=x22+y22
又因为y12=2x1,y22=2x2,可得x12+2x1=x22+2x2.即(x1-x2)(x1+x2+2)=0
由x1>0,x2>0,可知x1=x2,故A,B两点关于x轴对称,所以圆心C在x轴上
设C点的坐标为(r,0),则A点坐标为(
r,3 4
r),于是有(3 2
r)2=2×3 2
r,3 2
解得r=4,
所以圆C的方程为(x-4)2+y2=16.
(II)设∠ECF=2α,则
•CE
=|CF
|•|CE
|•cos2α=16cos2α=32cos2α-16.CF
在Rt△PCE中,cosα=
=x |PC|
,由圆的几何性质得|PC|≤|MC|+1=7+1=8,|PC|≥|MC|-1=7-1=6,4 |PC|
所以
≤cosα≤1 2
,由此可得-8≤2 3
•CE
≤-CF
.16 9
则
•CE
的最大值为-CF
,最小值为-8.16 9