已知动圆G过点F(,0),且与直线l:x=-相切,动圆圆心G的轨迹为曲线E.曲线E上的两个动点A(x1,y1)和B(x2,y2).(1)求曲线E的方程;(2)已知=-

发布时间:2020-08-04 18:52:12

已知动圆G过点F(,0),且与直线l:x=-相切,动圆圆心G的轨迹为曲线E.曲线E上的两个动点A(x1,y1)和B(x2,y2).
(1)求曲线E的方程;
(2)已知=-9(O为坐标原点),探究直线AB是否恒过定点,若过定点,求出定点坐标;若不过,请说明理由.
(3)已知线段AB的垂直平分线交x轴于点C,其中x1≠x2且x1+x2=4.求△ABC面积的最大值.

网友回答

解:(1)依题意,圆心G到定点F(,0)的距离与到直线l:x=-的距离相等,
∴曲线E是以F(,0)为焦点,直线l:x=-为准线的抛物线.
∴曲线E的方程为y2=6x.
(2)当直线AB不垂直x轴时,设直线AB方程为y=kx+b (k≠0).
由消去x得ky2-6y+6b=0,△=36-24kb>0.
∴y1y2=,x1x2===.
∴=x1x2+y1y2=+=-9,
∴b2+6kb+9k2=0,∴(b+3k)2=0,∴b=-3k,满足△>0.
∴直线AB方程为y=kx-3k,即y=k(x-3),
∴直线AB恒过定点(3,0).
当直线AB垂直x轴时,可推得直线AB方程为x=3,也过点(3,0).
综上,直线AB恒过定点(3,0).
(3)设线段AB的中点为M(x0,y0),则
x0==2,y0=,∴==
∴线段AB的垂直平分线的方程为y-y0=-(x-2).
令y=0,得x=5,故C(5,0)为定点.
又直线AB的方程为y-y0=(x-2),与y2=6x联立,消去x得y2-2y0y+2-12=0.
由韦达定理得y1+y2=2y0,y1y2=2-12.
∴|AB|=
∵点C到直线AB的距离为h=|CM|=
∴S△ABC=|AB|h=
令t=9+(t>9),则12-=21-t
设f(t)=(9+)2(12-)=t2(21-t)=-t3+21t2,∴f′(t)=-3t(t-14)
当9<t<14时,f′(t)>0;当t>14时,f′(t)<0.
∴f(t)在(9,14)上单调递增,在(14,+∞)上单调递减.
∴当t=14时,[f(t)]max=142×7.故△ABC面积的最大值为.

解析分析:(1)依题意,圆心G到定点F(,0)的距离与到直线l:x=-的距离相等,由此可求曲线E的方程;
(2)当直线AB不垂直x轴时,设直线AB方程为y=kx+b代入抛物线方程,利用韦达定理及=-9,可求直线AB方程,从而可得直线AB恒过定点;当直线AB垂直x轴时,也过定点.
(3)设线段AB的中点为M(x0,y0),求出线段AB的垂直平分线的方程,直线AB的方程代入抛物线方程,利用韦达定理,进而可得S△ABC=|AB|h=,利用换元法,构造函数,利用导数知识,即可求得结论.


点评:本题考查抛物线的定义,考查抛物线的标准方程,考查直线与抛物线的位置关系,考查三角形面积的计算及最值的求解,属于中档题.
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