问题 解答题
若圆C过点M(0,1)且与直线l:y=-1相切,设圆心C的轨迹为曲线E,A、B为曲线E上的两点,点P(0,t)(t>0),且满足
AP
PB
(λ>1)

(I)求曲线E的方程;
(II)若t=6,直线AB的斜率为
1
2
,过A、B两点的圆N与抛物线在点A处共同的切线,求圆N的方程;
(III)分别过A、B作曲线E的切线,两条切线交于点Q,若点Q恰好在直线l上,求证:t与
QA
QB
均为定值.
答案

【解】(Ⅰ)依题意,点C到定点M的距离等于到定直线l的距离,所以点C的轨迹为抛物线,曲线E的方程为x2=4y.

(Ⅱ)直线AB的方程是y=

1
2
x+6,即x-2y+12=0.

{_x2=4y,x-2y+12=0,

AP
PB
(λ>1)知|
AP
|>|
PB
|
,得A(6,9)和B(-4,4)

由x2=4y得y=

1
4
x2y′=
1
2
x

所以抛物线x2=4y在点A处切线的斜率为y'|x=6=3.

直线NA的方程为y-9=-

1
3
(x-6),即y=-
1
3
x+11
.①

线段AB的中点坐标为(1,

13
2
),线段AB中垂线方程为y-
13
2
=-2(x-1)
,即y=-2x+
17
2
.②

由①、②解得N(-

3
2
23
2
).

于是,圆C的方程为(x+

3
2
)2+(y-
23
2
)2=(-4+
3
2
)2+(4-
23
2
)2

(x+

3
2
)2+(y-
23
2
)2=
125
2

(Ⅲ)设A(x1

x12
4
),B(x2
x22
4
)
,Q(a,-1).过点A的切线方程为y-
x21
4
=
x1
2
(x-x1)

即x12-2ax1-4=0.同理可得x22-2ax2-4=0,所以x1+x2=2a,x1x2=-4.

kAB=

x12
4
-
x22
4
x1-x2
=
x1+x2
4
,所以直线AB的方程为y-
x12
4
=
x1+x2
4
(x-x 1)

y=

x1+x2
4
x-
x1x2
4
,亦即y=
a
2
x+1
,所以t=-1.

QA
=(x1-a,
x12
4
+1),
QB
=(x2-a,
x22
4
+1)

所以

QA
QB
=(x1-a)(x2-a)+(
x21
4
+1)(
x22
4
+1)

=x1x2-a(x1+x2)+a2+

x21
x22
16
+
(x1+x2)2-2x1x2
4
+1

=-4-2a2+a2+1+

4a2+8
4
+1=0.

多项选择题
单项选择题