已知抛物线 $C:y^2=4x$ 和直线 $l:x-y+4=0$,$P$ 是直线 $l$ 上一点,过 $P$ 作抛物线的两条切线,切点分别为 $A,B$.若 $PA,PB$ 分别交 $y$ 轴于 $M,N$,求 $\triangle PMN$ 外接圆半径的最小值.
【难度】
【出处】
【标注】
  • 知识点
    >
    解析几何
    >
    抛物线
    >
    抛物线的性质
    >
    抛物线的切线三角形性质
【答案】
$\dfrac{5\sqrt 2}4$
【解析】
注意到 $\triangle PMN$ 的三边均为抛物线的切线,而抛物线的切线三角形有一个优美性质:抛物线的切线三角形的外接圆过焦点.因此可以从这点入手,结合图形的特殊性解题.设 $A(4a^2,4a)$,则$$PA:4ay=2(x+4a^2),$$因此 $M$ 点的坐标为 $(0,2a)$,从而直线 $PA$ 与 $FM$ 的斜率之积为$$\dfrac{2}{4a}\cdot \dfrac{2a-0}{0-1}=-1,$$因此 $PA\perp FM$.类似的,有 $PB\perp FN$.因此 $P,M,F,N$ 四点共圆,且直径为 $PF$.
易知,当 $PF\perp l$ 时,所求外接圆的半径最小,为$$\dfrac 12PF=\dfrac{5}{2\sqrt 2}=\dfrac{5\sqrt 2}4.$$
答案 解析 备注
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