已知抛物线 ${C_1}:{x^2} = y$,圆 ${C_2}:{x^2} + {\left(y - 4\right)^2} = 1$ 的圆心为点 $M$.
【难度】
【出处】
2011年高考浙江卷(理)
【标注】
  • 知识点
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    解析几何
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    抛物线
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    抛物线的几何量
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    抛物线的基本量与几何性质
  • 知识点
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    解析几何
    >
    直线与圆锥曲线
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    双切线方程
  1. 求点 $M$ 到抛物线 ${C_1}$ 的准线的距离;
    标注
    • 知识点
      >
      解析几何
      >
      抛物线
      >
      抛物线的几何量
      >
      抛物线的基本量与几何性质
    答案
    解析
    由题意可知,抛物线的准线方程为:\[y = - \dfrac{1}{4},\]所以圆心 $M\left( {0,4} \right)$ 到准线的距离是 $\dfrac{17}{4}$.
  2. 已知点 $P$ 是抛物线 ${C_1}$ 上一点(异于原点),过点 $P$ 作圆 ${C_2}$ 的两条切线,交抛物线 ${C_1}$ 于 $A$,$B$ 两点,若过 $M$,$P$ 两点的直线 $l$ 垂直于 $AB$,求直线 $l$ 的方程.
    标注
    • 知识点
      >
      解析几何
      >
      直线与圆锥曲线
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      双切线方程
    答案
    解析
    设 $P(t,t^2)$,$A(x_1,y_1)$,$B(x_2,y_2)$,则 $P$ 点对圆 $M$ 的双切线方程为\[C_3:\left[t^2+(t^2-4)^2-1\right]\cdot \left[x^2+(y-4)^2-1\right]-\left[xt+(y-4)(t^2-4)-1\right]^2=0,\]与抛物线方程联立,可得\[\left[t^2+(t^2-4)^2-1\right]\cdot \left[x^2+(x^2-4)^2-1\right]-\left[xt+\left(x^2-4\right)\left(t^2-4\right)-1\right]^2=0,\]由韦达定理可得\[x_1+x_2+2t=\dfrac{2t\left(t^2-4\right)}{t^2-1},\]于是\[x_1+x_2=-\dfrac{6t}{t^2-1},\]进而直线 $AB$ 的斜率\[\dfrac{y_1-y_2}{x_1-x_2}=x_1+x_2=-\dfrac{6t}{t^2-1},\]由 $PM$ 与 $AB$ 垂直,可得\[\dfrac{t^2-4}{t}\cdot \left(-\dfrac{6t}{t^2-1}\right)=-1,\]解得 $t=\pm\sqrt{\dfrac{23}5}$.进而可得直线 $l$ 的方程为\[y=\pm\dfrac{3\sqrt{115}}{115}x+4.\]
题目 问题1 答案1 解析1 备注1 问题2 答案2 解析2 备注2
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