Question

已知拋物線C₁：x²=y，圓C₂：x²+（y-4）²=1的圓心為點(diǎn)M
（Ⅰ）求點(diǎn)M到拋物線C₁的準(zhǔn)線的距離；
（Ⅱ）已知點(diǎn)P是拋物線C₁上一點(diǎn)（異于原點(diǎn)），過(guò)點(diǎn)P作圓C₂的兩條切線，交拋物線C₁于A，B兩點(diǎn)，若過(guò)M，P兩點(diǎn)的直線l垂直于AB，求直線l的方程．

Answer 1

分析：（I）由題意拋物線C₁：x²=y，可以知道其準(zhǔn)線方程為y=-

1

4

，有圓C₂：x²+（y-4）²=1的方程可以知道圓心坐標(biāo)為（0，4），所求易得到所求的點(diǎn)到線的距離；
（II）由于已知點(diǎn)P是拋物線C₁上一點(diǎn)（異于原點(diǎn)），所以可以設(shè)出點(diǎn)P的坐標(biāo)，利用過(guò)點(diǎn)P作圓C₂的兩條切線，交拋物線C₁于A，B兩點(diǎn)，也可以設(shè)出點(diǎn)A，B的坐標(biāo)，再設(shè)出過(guò)P的圓C₂的切線方程，利用交與拋物線C₂兩點(diǎn)，聯(lián)立兩個(gè)方程，利用根與系數(shù)之間的關(guān)系整體得到兩切線的斜率的式子，有已知的MP⊥AB，得到方程進(jìn)而求解．

解答：解：（I）由題意畫(huà)出簡(jiǎn)圖為：
由于拋物線C₁：x²=y準(zhǔn)線方程為：y=-

1

4

，圓C₂：x²+（y-4）²=1的圓心M（0，4），
利用點(diǎn)到直線的距離公式可以得到距離d=4-(-

1

4

)=

17

4

．
（II）設(shè)點(diǎn)P（x₀，x₀²），A（x₁，x₁²），B（x₂，x₂²）；
由題意得：x₀≠0，x₂≠±1，x₁≠x₂，
設(shè)過(guò)點(diǎn)P的圓c₂的切線方程為：y-x₀²=k（x-x₀）即y=kx-kx₀+x₀²①
則

|kx0+4-x02|

1+k2

=1，即（x₀²-1）k²+2x₀（4-x₀²）k+（x₀²-4）²-1=0
設(shè)PA，PB的斜率為k₁，k₂（k₁≠k₂），則k₁，k₂應(yīng)該為上述方程的兩個(gè)根，
∴k1+k2=

2x0 (x02-4)

x02-1

，k1•k2=

(x02-4)2-1

x02-1

；
代入①得：x²-kx+kx₀-x₀²=0 則x₁，x₂應(yīng)為此方程的兩個(gè)根，
故x₁=k₁-x₀，x₂=k₂-x₀
∴k_AB=x₁+x₂=k₁+k₂-2x₀=

2x0(x02-4)

x02-1

-2x0，kMP=

x02-4

x0

 
由于MP⊥AB，∴k_AB•K_MP=-1?x02 =

23

5

 故P(±  

23 5

 ，

23

5

)∴直線l的方程為：y=±

3 115

115

x+4．

點(diǎn)評(píng)：此題重點(diǎn)考查了拋物線即圓的標(biāo)準(zhǔn)方程，還考查了相應(yīng)的曲線性質(zhì)即設(shè)出直線方程，利用根與系數(shù)的思想整體代換，進(jìn)而解出點(diǎn)的坐標(biāo)，理應(yīng)直線與圓相切得到要求的直線方程．