问题 解答题

已知抛物线x2=y,O为坐标原点.

(Ⅰ)过点O作两相互垂直的弦OM,ON,设M的横坐标为m,用n表示△OMN的面积,并求△OMN面积的最小值;

(Ⅱ)过抛物线上一点A(3,9)引圆x2+(y-2)2=1的两条切线AB,AC,分别交抛物线于点B,C,连接BC,求直线BC的斜率.

答案

(Ⅰ)设M(x1x12),N(x2x22).

由OM⊥ON得x1x2+x12x22=0,∴x1x2=-1.

因为x1=m,所以x2=-

1
m

所以|OM|=

m2+m4
,|ON|=
m2+1
m4

所以n=S△OMN=

1
2
|OM||ON|=
1
2
×
m2+m4
×
m2+1
m4
=
1
2
2+m2+
1
m2
=1.

所以,当m=1时,△OMN面积取得最小值1.

(Ⅱ)设B(x3x32),C(x4x42),直线AB的方程为y-9=k1(x-3),AC的方程为y-9=k2(x-3),

因为直线AB,AC与圆x2+(y-2)2=1相切,

所以

|3k1-7|
1+k12
=
|3k2-7|
1+k22
=1.

所以4k12-21k1+24=04k22-21k2+24=0

所以k1,k2 是方程4k2-21k+24=0的两根.

所以k1+k2=

21
4

由方程组

y=x2
y-9=k1(x-3)
得x2-k1x-9+3k1=0.

所以x3+3=k1,同理可得:x4+3=k2

所以直线BC的斜率为

x42-x32
x4-x3
=x4+x3=k1+k2-6=-
3
4

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