同一骨架 2024 年广西预赛 · P006486
两题都用根的基本对称式处理四次信息,避免逐根解出四次方程。圆代入抛物线参数后,缺失的三次项控制剩余交点参数;纯代数题则先把根分组,用已知组积及系数决定组和。
几何交点还要核实根、重数和不同点,代数分组还要核系数正负与原先指定的根积,两者都不能把形式关系当成全部可行性。
直径圆切坐标轴所得抛物线上的四点圆
在平面直角坐标系 中,点 ,点 为动点。以线段 为直径的圆与 轴相切,设 点的轨迹为曲线 。
(1)求 的方程;
(2)若直线 与 交于另一点 , 的外接圆交 于点 (不与 重合),过点 作 的切线交直线 于点 ,求 的最小值。
这是解答题,请在纸上写出完整过程。写完后对照解答给自己评分。
先独立尝试,再展开工具说明与想法来源。
先回想这道题的想法,再试试当前题。
标准抛物线点 在参数 处切线为 ,两参数弦为 。圆代入所得多项式的根带交点重数,使用根和时仍须单独检查不同点限制。
想法从哪来:直径圆与横轴相切先用圆心到轴距离等于半径,平方后就能得到端点轨迹;这一步要确认半径确实非零。第二问的轨迹是标准抛物线,采用参数点能让过固定点的弦条件变成两参数积固定。 圆过原点,代入抛物线参数后可约出一个零参数,余下三次式没有平方项,于是另外三个交点参数和为零。第四交点由此无需解高次方程便可确定,切线与原弦的交点只剩参数和一个变量。距离平方再换成参数和的平方,落到幂与倒数的均值不等式。但题设排除了重复交点,故求得极值参数后须回查它不使第四点与原点或两弦端重合。
第一问用圆心到 轴的距离等于半径。第二问把抛物线参数化为 :过定点 的弦给出两参数乘积,过原点的圆给出另三个非零交点参数之和,切线交点便只依赖一个实参数。
(1)设 。以 为直径的圆,其圆心为
半径为
圆与 轴相切,当且仅当圆心到 轴的距离等于半径。平方后得到
即
(2)用参数 表示 上的点 。设 的参数分别为 。抛物线上参数为 的两点所成弦的方程为
该直线过 ,故
任一过原点的圆可写成
把 代入,得到
因此除原点参数 外,该圆与抛物线的三个交点参数之和为 。设 的参数为 ,则
令
由(1)可知直线 为
而由(2),点 的参数为 ,故 在 处的切线为
联立(3)(4),得到
题设 保证 。令 ,则
由均值不等式,
等号在 时取得。因此
当 时, 与 均不重合,故等号确可达到。于是
或 恰对应 ,而极值处 ,不触犯点不重合条件。对任意非零 ,方程 有实数解,故极值参数确对应实际构型。
抛物线 上的点用 参数化后,弦和切线都由参数的对称式表示。圆与抛物线的第四交点可由代入所得四次方程的韦达定理确定,最后把距离平方化成 型即可。
关键是将过原点圆的其余三个交点参数和视为0,得到C参数后求切线交点,最后处理不重合限制与取等。
同一骨架 2024 年广西预赛 · P006486
两题都用根的基本对称式处理四次信息,避免逐根解出四次方程。圆代入抛物线参数后,缺失的三次项控制剩余交点参数;纯代数题则先把根分组,用已知组积及系数决定组和。
几何交点还要核实根、重数和不同点,代数分组还要核系数正负与原先指定的根积,两者都不能把形式关系当成全部可行性。
已记下,谢谢!