垫脚石(相关题 → 此题) 2024 年福建预赛 · P006440
从直接读取多项式系数与全部根的基本对称式开始,再把切线条件推成参数根的和、积关系。掌握这些整体关系后,可以不逐个求交点,直接构造经过指定点的圆方程。
前题的根与多项式已经给定;后题须先由两条弦相切导出对称式,并核第三条弦及共圆条件。
已知 内接于抛物线
且边 所在直线都与抛物线
相切, 为抛物线 的焦点。证明:
(1)边 所在直线与抛物线 相切;
(2) 四点共圆。
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。
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先回想这道题的想法,再试试当前题。
二次曲线与直线相切可由代入后的二次方程判别式为零判定;根的基本对称式把已知三根转换为多项式系数,再用于构造圆。
想法从哪来:两条抛物线交织的弦切条件,最先应选一条曲线统一参数化三角形顶点。对y=x平方,过两个参数点的弦斜率就是参数和、截距是负参数积;把这条线代入另一抛物线,相切条件便是一条对称代数关系。两条已有边分别相切,相减后因顶点不同可除去参数差,得到三参数的和;再代回得到积,第三边条件随之自动成立。共圆问同样利用这套和积信息:将一般圆代入参数点会得到四次多项式,按照三个已知参数根与一个额外根构造它,最后核对焦点也在此圆上。
用 参数化抛物线 。两参数点的弦方程很简单,其与另一抛物线相切的条件可化为参数的对称关系。
设
所在直线为
一般直线 与 相切当且仅当代入后的二次方程判别式为零,即 。因此 相切给出
这里 且 ,两式相减得到
再由 及第一式得到 。于是
所以 也与 相切,第一问得证。
记 。圆
与 上参数点 的关系为
而
使用了 与 ,故该圆经过 。抛物线 的焦点为 ,也满足圆方程,所以 四点共圆。
三角形非退化保证 ;切线判别式条件的正负号已由截距 核对。焦点坐标代入圆方程为零。
两条抛物线之间的弦切关系适合统一参数化;相切条件给出根的基本对称式,随后既能证明第三条切线,也能构造所需圆方程。
从两边相切提炼a+b+c=0及abc=1,先传递第三边相切,再构造经过三顶点及焦点的圆方程。
垫脚石(相关题 → 此题) 2024 年福建预赛 · P006440
从直接读取多项式系数与全部根的基本对称式开始,再把切线条件推成参数根的和、积关系。掌握这些整体关系后,可以不逐个求交点,直接构造经过指定点的圆方程。
前题的根与多项式已经给定;后题须先由两条弦相切导出对称式,并核第三条弦及共圆条件。
已记下,谢谢!