问题 解答题

已知抛物线C:x2=4y,M为直线l:y=-1上任意一点,过点M作抛物线C的两条切线MA,MB,切点分别为A,B.

(Ⅰ)当M的坐标为(0,-1)时,求过M,A,B三点的圆的方程;

(Ⅱ)证明:以AB为直径的圆恒过点M.

答案

(Ⅰ)当M的坐标为(0,-1)时,设过M点的切线方程为y=kx-1,

x2=4y
y=kx-1
,消y得x2-4kx+4=0,(1)

令△=(4k)2-4×4=0,解得:k=±1,

代入方程(1),解得A(2,1),B(-2,1),

设圆心P的坐标为(0,a),由|PM|=|PB|,得a+1=2,解得a=1,

故过M,A,B三点的圆的方程为x2+(y-1)2=4;    

(Ⅱ)证明:设M(x0,-1),由已知得y=

x2
4
,y′=
1
2
x,

设切点分别为A(x1

x12
4
),B(x2
x22
4
),

∴kMA=

x1
2
,kMB=
x2
2

切线MA的方程为y-

x12
4
=
x1
2
(x-x1),即y=
1
2
x1x-
1
4
x12

切线MB的方程为y-

x22
4
=
x2
2
(x-x2),即y=
1
2
x2x-
1
4
x22

又因为切线MA过点M(x0,-1),

所以得-1=

1
2
x0x1-
1
4
x12,①

又因为切线MB也过点M(x0,-1),

所以得-1=

1
2
x0x2-
1
4
x22,②

所以x1,x2是方程-1=

1
2
x0x-
1
4
x2的两实根,

由韦达定理得x1+x2=2x0,x1x2=-4,

因为

MA
=(x1-x0
x12
4
+1),
MB
=(x2-x0
x22
4
+1),

所以

MA
MB
=(x1-x0)(x2-x0)+(
x12
4
+1)(
x22
4
+1)

=x1x2-x0(x1+x2)+x02+

x12x22
16
+
1
4
(x12+x22)+1

=x1x2-x0(x1+x2)+x02+

x12x22
16
+
1
4
[(x1+x22-2x1x2]+1,

将x1+x2=2x0,x1x2=-4代入,得

MA
MB
=0,

则以AB为直径的圆恒过点M.

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