问题 解答题

已知抛物线C:y2=4x,点M(m,0)在x轴的正半轴上,过M的直线l与C相交于A、B两点,O为坐标原点.

(Ⅰ)若m=1,l的斜率为1,求以AB为直径的圆的方程;

(Ⅱ)若存在直线l使得|AM|,|OM|,|MB|成等比数列,求实数m的取值范围.

答案

(Ⅰ)由题意,得M(1,0),直线l的方程为y=x-1.

y=x-1
y2=4x
,得x2-6x+1=0,

设A,B两点坐标为A(x1,y1),B(x2,y2),AB中点P的坐标为P(x0,y0),

x1=3+2

2
 x2=3-2
2
 y1=x1-1=2+2
2
 y2=x2-1=2-2
2

故点A(3+2

2
,2+2
2
) B(3-2
2
,2-2
2
) 

所以x0=

x1+x2
2
=3 y0=x0-1=2,

故圆心为P(3,2),直径|AB|=

(x1-x2)2+(y1-y2)2
=8,

所以以AB为直径的圆的方程为(x-3)2+(y-2)2=16;

(Ⅱ)设A,B两点坐标为A(x1,y1),B(x2,y2),

MB
AM
(λ>0).

AM
=(m-x1,-y1) 
MB
=(x2-m,y2),

所以

x2-m=λ(m-x1)
y2=-λy1

因为点A,B在抛物线C上,

所以y12=4x1,y22=4x2,②

由①②消去x2,y1,y2得λx1=m.

若此直线l使得|AM|,|OM|,|MB|成等比数列,则|OM|2=|MB|•|AM|,

即|OM|2=λ|AM|•|AM|,所以m2=λ[(x1-m)2+y12],

因为y12=4x1,λx1=m,所以m2=

m
x1
[(x1-m)2+4
x 1
],

整理得x12-(3m-4)x1+m2=0,③

因为存在直线l使得|AM|,|OM|,|MB|成等比数列,

所以关于x1的方程③有正根,

因为方程③的两根之积为m2>0,所以只可能有两个正根,

所以

3m-4>0
m2>0
△=(3m-4)2-4m2≥0
,解得m≥4.

故当m≥4时,存在直线l使得|AM|,|OM|,|MB|成等比数列.

单项选择题
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