问题 解答题

已知正方形的外接圆方程为x2+y2-24x+a=0,A、B、C、D按逆时针方向排列,正方形一边CD所在直线的方向向量为(3,1).

(1)求正方形对角线AC与BD所在直线的方程;

(2)若顶点在原点,焦点在x轴上的抛物线E经过正方形在x轴上方的两个顶点A、B,求抛物线E的方程.

答案

(1)由(x-12)2+y2=144-a(a<144),

可知圆心M的坐标为(12,0),

依题意,∠ABM=∠BAM=

π
4
,kAB=
1
3
,设MA、MB的斜率k满足|
k-
1
3
1+
1
3
k
|=1

解得kAC=2,KBD=-

1
2

∴所求BD方程为x+2y-12=0,AC方程为2x-y-24=0.

(2)设MB、MA的倾斜角分别为θ1,θ2,则tanθ1=2,tanθ2=-

1
2

设圆半径为r,则A(12+

5
5
r,
2
5
5
r),B(12-
2
5
5
r
5
5
r
),

再设抛物线方程为y2=2px (p>0),由于A,B两点在抛物线上,

(
5
5
r)
2
=2P(12-
2
5
5
r)
(
2
5
5
r)
2
=2p(12+
5
5
r)
∴r=4
5
,p=2.

得抛物线方程为y2=4x.

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