(12分)
已知抛物线:,过点的直线交于,两点,圆是以线段为直径的圆。
(1)证明:坐标原点在圆上;
(2)设圆过点,求直线与圆的方程。
(1)因为抛物线的方程为①,所以焦点为,准线为,当直线斜率不存在时,即垂直于轴,此时、点横坐标均为,将代入曲线方程,解得,故此时圆半径为,坐标原点在圆上;当直线斜率存在时,设直线的方程为②,将①②方程联立得,设点,,所以,,③,④,因为⑤,将③④代入⑤得,所以,又为直径,所以坐标原点在圆上。
(2)因为圆过点,所以,即。将点,,的坐标代入得,即⑥,由于,利用(1)中的结论及式③化简⑥式得,解得或。所以当时,直线的方程为,,所以点的横坐标为,将代入直线的方程为得纵坐标,所以点,所以,所以圆的方程为。当时,直线的方程为,,所以点的横坐标为,将代入直线的方程得纵坐标,所以点,所以,所以圆的方程为。所以当时,直线的方程为,圆的方程为;当时,直线的方程为,,圆的方程为。
本题主要考查抛物线及圆的相关知识。
(1)设点,,直线的方程为,联立消去可得关于的一元二次方程,根据根与系数的关系可得,的值,将这些值代入中,证明即可。
(2)因为圆过点,所以,即,结合(1)的结论求出直线的斜率,进而求得圆的方程和直线的方程。