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2012年普通高等学校招生全国统一考试(山东卷):理数第21题

(2012山东卷计算题)

(本题满分13分)

在平面直角坐标系中,是抛物线的焦点,是抛物线上位于第一象限内的任意一点,过三点的圆的圆心为,点到抛物线的准线的距离为

(Ⅰ)求抛物线的方程;

(Ⅱ)是否存在点,使得直线与抛物线相切于点?若存在,求出点的坐标;若不存在,说明理由;

(Ⅲ)若点的横坐标为,直线与抛物线有两个不同的交点与圆有两个不同的交点,求当时,的最小值。

【出处】
2012年普通高等学校招生全国统一考试(山东卷):理数第21题
【答案】

(Ⅰ)依题意知,圆心在线段的垂直平分线上,因为抛物线的准线方程为,所以,即,因此抛物线的方程为

(Ⅱ)假设存在点,使得与抛物线相切于点,而,所以,故,由可得,则,即,解得,因为点是抛物线上位于第一象限内的任意一点。故点的坐标为

(Ⅲ)若点的横坐标为,由(Ⅱ)得,圆的半径为

所以圆的方程为

整理得

两点的坐标分别为,由于

所以

整理得

两点的坐标分别为,由于

所以,因此

,由于,则,所以

上单调递增,

所以当时,,即函数是增函数,

所以当取到最小值,因此,当时,取得最小值

【解析】

本题主要考查抛物线方程与圆方程的综合问题。

如图:

(Ⅰ)由题知圆心在线段的垂直平分线上,又抛物线的准线方程为,故可得距离,得,则物线的方程为

(Ⅱ)存在性问题,可先假设存在点,现设,再利用圆的定义,即圆上的点到圆心距离相等,列出方程,求得,而由题可得直线为抛物线在点处的切线可得,由已知两点可列出等式,解得,故点的坐标为

(Ⅲ)分别联立直线和抛物线的方程,直线和圆的方程,求得,再相加,其中,再利用函数求导判断单调性,求得极小值此时当

【考点】
圆锥曲线曲线与方程
【标签】
函数与方程的思想综合与分析法
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